一种多点拉伸模外层叠成型装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多点拉伸模外层叠成型装置，由多组模外层叠器依次串联组成，多组每组模外层叠器包括：压延机、模外层叠调节器、汇流辊、电磁加热器和复合压延机，其中模外层叠调节器可以是三个或者多个。各组成部件按所述顺序依次串联、平行放置。其模外层叠调节器由上下两组调节杆组成，其宽度、高度可调。上调节杆与下调节杆相对并交错布置，且上调节杆与下调节杆的靠近端相对于模外层叠调节器中心面的距离相同。本发明专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置，直接从模外上调节杆与下调节杆的作用对复合材料片材进行层叠处理，解决了模具造成的模腔难清理和内部压力过大等问题，上调节杆与下调节杆布置与调节方便，可減小层叠器数量、提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料先进制造
，涉及到纳米层叠、模外成型装置。
技术介绍
纳米层状复合材料在力学性能、阻隔性能、导电性能、光学性能等方面有着重大优势，被广泛应用于国防军工、轨道交通、航空航天等领域。许多学者提出一系列纳米层状复合材料制备方法，例如ZL2009102376225(一种纳米叠层复合材料制备装置)和ZL2010102463705(一种高阻隔性微纳叠层复合材料的制备装置及方法)，这些专利大都是以模内层叠为主要发展方向，但由于模内分层过多会引起模具加工因难、模腔不易清洗、压力损失大等问题，大大提高了成本、限制了分层数量，不利于纳米层状材料的产业化。
技术实现思路
针对现有模内层叠成型的不足，提出一种新型模外层叠成型装置。其目的不仅解决因层叠器造成的模腔难清理、内部压力损失过大等缺陷，而且能够高效率得到纳米层叠复合材料，并且极大地降低成本。本专利技术的技术方案具体如下：一种多点拉伸模外层叠成型装置，由多组模外层叠器依次串联组成。每组模外层叠器包括：压延机、模外层叠调节器、汇流辊、电磁加热器和复合压延机，其中模外层叠调节器可以是三个或者多个。各组成部件按所述顺序依次串联、平行放置。本专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置，其模外层叠调节器由上下两组调节杆组成，其宽度、高度可调。上调节杆与下调节杆相对并交错布置，且上调节杆与下调节杆的靠近端相对于模外层叠调节器中心面的距离相同。该模外层叠调节器在首次使用时，需要手动将片材穿过模外层叠调节器中心面，然后上下调节杆在电机的作用下相向运动、向中靠拢到预定位置，从而将复合材料片材牵引为“V”型层叠结构片材，其层数取决于调节杆数量，宽度取决于调节杆靠拢程度，高度取决于调节杆穿插深度。上调节杆与下调节杆可采用中空结构，端部圆顶增加多个小孔，调节杆内通气体，调节杆圆头与片材之间形成气流层，减小片材通过时滑动阻力。亦可在上下调节杆的端部安装滚轮或滚珠减小片材通过滚动阻力。本专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置，复合片材通过第一模外层叠调节器后宽度和厚度方向发生90°变化，宽度减小、厚度增大。复合片材在上调节杆与下调节杆的作用下发生折叠，由于每组模外层叠器包含多个模外层叠调节器并采取渐进折叠方式，复合片材由水平方向折叠成竖直方向，为了使折叠能够顺利进行，复合片材不出现皱褶，复合片材进行至少三次才折叠到需要的宽度，即经过至少三个层叠调节器，第一个层叠调节器的上调节杆与下调节杆的头部相距竖直方向近水平沿复合片材宽度方向远，从第二模外层叠调节器开始，后面每一个层叠调节器的上调节杆与下调节杆使片材层叠逐渐变深、变窄，即上调节杆与下调节杆横向间距减小、纵向穿插深度增大，从而使片材宽度慢慢变大、厚度慢慢变小。本专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置，当一定宽度和厚度的n层复合材料片材在经过多个模外层叠调节器后被叠成n×m层片材，之后片材由汇流辊带动向前运动，并汇聚贴合在一起，宽度变为原宽度的1/m，厚度变为原厚度的m倍，经汇流辊夹持使折叠片材贴合在一起，接着扭转90度(首次需手动扭转)，进入加热器，折叠片在电磁加热器的入口和出口通过，此间并利用电磁加热器对孔内n×m层片材均匀加热，以使其变为熔体状态，然后继续向前运动到复合压延机构成的辊系延展成型为n×m层、厚度均匀的原有尺寸宽度的片材。再通过第二组模外层叠器变为n×m2层的层叠结构复合材料片材，若串联k个模外层叠器，则可得到n×mk层的层叠结构复合材料片材。最后一个模外层叠器与卷取装置及其辅助设备相连，可制备具有层叠结构的复合材料片材、粒料或粉料。本专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置，直接从模外上调节杆与下调节杆的作用对复合材料片材进行层叠处理，解决了模具造成的模腔难清理和内部压力过大等问题，上调节杆与下调节杆布置与调节方便，可減小层叠器数量、提高了生产效率，并且由于省去了复杂的模内层叠流道而降低了成本。附图说明图1是本专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置三维生产线示意图。图2是本专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置模外层叠器示意图。图3是本专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置模外层叠调节器结构示意图。图4是本专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置多级模外层叠结构示意图。图中，1-复合材料片材，2-压延机，3-模外层叠调节器一，4-模外层叠调节器二，5-模外层叠调节器三，6-汇流辊，7-电磁加热器，8-复合压延机，9-上调节杆，10-下调节杆具体实施方式本专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置，其三维生产线如图1所示，由两组模外层叠器依次串联组成、平行放置。通过一台或多台挤出机共混或共挤出的熔体经过压延机2压制展延成一定厚度和宽度的n层复合材料片材1，然后在第一组的模外层叠器的上调节杆与下调节杆相互作用下延展为n×m层的层叠结构片材，之后片材由汇流辊6带动向前运动，并汇聚贴合在一起，宽度变为原宽度的1/m，厚度变为原厚度的m倍，接着扭转90度，再通过电磁加热器7的方形通孔前行，并利用电磁加热器7对孔内n×m层片材均匀加热，以使其变为熔体状态，后继续向前运动到复合压延机8构成的辊系以及后续添加的多个辊系(图中未显示)延展成型为n×m层、厚度均匀的原有尺寸宽度片材。重复上述过程，通过第二组的模外层叠器变为n×m2层的层叠结构复合材料片材；若串联k组的模外层叠器，则可得到n×mk层的层叠结构复合材料片材。最后一个模外层叠器与卷取装置及其辅助设备相连，可制备具有层叠结构的复合材料片材、粒料或粉料。本例中，n＝1，m＝16，k＝4，则层数至少为1×164＝65536；复合材料片材1厚度为1mm，则经过四组模外层叠器后折叠片材多层膜的单层最小厚度不超过1/65536mm(约15nm)。从而可通过上述生产线加工出纳米级层叠结构复合材料。本专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置，其模外层叠器如图2所示，模外层叠器包括：压延机2、模外层叠调节器一3、模外层叠调节器二4、模外层叠调节器三5、汇流辊6、电磁加热器7和复合压延机8，其中每组模外层叠器包括的模外层叠调节器可以是三个或者多个。图中模外层叠调节器一3、模外层叠调节器二4、模外层叠调节器三5结构相同，只是上调节杆9和下调节杆10调节到折叠所需的三个位置，模外层叠调节器一3的上调节杆9和下调节杆10使复合材料片材折叠的浅而宽，模外层叠调节器二4的上调节杆9和下调节杆10使复合材料片材折叠的变深而宽度变窄，模外层叠调节器二5的上调节杆9和下调节杆10使复合材料片材达到第一次折叠的宽度和厚度，如果折叠成m层，则折叠后的片材厚度是原厚度的m倍，宽度是原来的1/m。本专利技术一种多点拉伸模外层叠成型装置，其模外层叠调节器结构如图3所示，主要由上调节杆9和下调节杆10组成。上调节杆9、下调节杆10均由同高度调节杆组成，其宽度、高度可调，上下相互交错排列。该模外层叠调节器在首次使用时，需要手动将片材穿过模外层叠调节器中面，然后上调节杆9和下调节杆10在电机的作用下相向运动(横向、纵向)、慢慢向中靠拢到预定位置，从而将复合材料片材牵引为“V”型层叠结构片材，其层数取决于调节杆数量，宽度取决于调节杆靠拢程度，高度取决于上调节杆9和下调节杆10相互穿插深度。上调节杆9和下调节杆10采用中空结构，端部圆顶增加多个小孔，调节杆内通气体，调节杆圆头与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多点拉伸模外层叠成型装置，主要包括多组压延机、模外层叠调节器、汇流辊、电磁加热器和复合压延机，各组成部件按所述顺序依次串联、平行放置，每组中模外层叠调节器的模外层叠调节器的数量可以是三个或者多个，其特征在于：模外层叠调节器由上调节杆、上调节杆组成，上调节杆、上调节杆对片材折叠宽度、高度可调，上调节杆与下调节杆相对并交错布置，且上调节杆与下调节杆的靠近端相对于模外层叠调节器中心面的距离相同。

【技术特征摘要】
1.一种多点拉伸模外层叠成型装置，主要包括多组压延机、模外层叠调节器、汇流辊、电磁加热器和复合压延机，各组成部件按所述顺序依次串联、平行放置，每组中模外层叠调节器的模外层叠调节器的数量可以是三个或者多个，其特征在于：模外层叠调节器由上调节杆、上调节杆组成，上调节杆、上调节杆对片材折叠宽度、高度可调，上调节杆与下调节杆相对并交错布置，且上调节杆与下调节杆的靠近端相对于模外层叠调节器中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦志伟，丁凤龙，程祥，胡珊斓，丁玉梅，杨卫民，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11