一种热固性聚合物增材制造装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种热固性聚合物增材制造装置，包括成型连接底座和乳胶雾化喷射机构，乳胶雾化喷射机构设有水平连接座，水平连接座上并列设有加热硫化机构和成型涂覆机构，乳胶雾化喷射机构包括加热蒸发外壳和雾气喷嘴，雾气喷嘴的一侧设有供料管道和乳胶供料筒，雾气喷嘴的另一侧设有输气管道和增压气泵，供料管道的末端套设有乳液分散短管，乳液分散短管的末端内部设有四棱扇叶，输气管道的末端套设有增压阶梯管，加热蒸发外壳的内表面设有裹敷面板，裹敷面板的内表面设有若干组加热电阻丝；本方案结构简单，制备效率高，环保节能，利用雾化喷射原理形成均匀乳胶薄膜层，降低硫化温度，提高硫化效率，进而提高了热固性聚合物的生产质量。

【技术实现步骤摘要】
一种热固性聚合物增材制造装置及方法
本专利技术涉及增材制造设备领域，具体为一种热固性聚合物增材制造装置及方法。
技术介绍
热固性聚合物(ThermosettingPolymer)在制作时一般先形成预聚物，成型时，经加热使其中潜在的官能团继续反应成交联结构而固化，这种转变时不可逆的，只能成型一次，再加热时不能熔融塑化，也不溶于溶剂；增材制造(AdditiveManufacturing，AM)技术是指基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系，增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除－切削加工技术，是一种自下而上的制造方法，基于不同的分类原则和理解方式，增材制造技术还有快速原型、快速成形、快速制造或3D打印等多种称谓，其内涵仍在不断深化，外延也不断扩展。现有专利申请号201521123587。1公开的一种增材制造装置，包括射线发生装置和成形室，射线发生装置位于成形室的上方，射线发生装置用以产生熔化粉末材料的射线，在成形室中还包括粉末接收盒和粉箱，粉末接收盒位于粉箱的下方出口处，在粉末接收盒内安装有发热装置，此专利利用粉末接收盒可对粉末材料进行预处理，将粉末材料加热至预定温度去除水分，粉末材料在除湿预处理过程中不占用额外的时间，不会降低增材制造的效率。结合上述案例和现有技术，现有的增材制造装置在生产热固性聚合物时，还存在以下缺陷：(1)没有对液态原料增加雾化喷射的装置，导致液态原料直接在制作平板上铺设，增加原料硫化的时间，降低硫化加强功能步骤的时间；(2)增材制造装置的各工作单位之间为相互独立状态，无法控制聚合物制作时的原料涂覆参数，导致制备效率低，增加产品的制造成本。
技术实现思路
为了克服现有技术方案的不足，本专利技术提供一种热固性聚合物增材制造装置及方法，能有效的解决
技术介绍
提出的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热固性聚合物增材制造装置，包括成型连接底座，以及安装在成型连接底座上方的乳胶雾化喷射机构，与所述乳胶雾化喷射机构的下表面平行位置设有水平连接座，所述水平连接座上并列设有加热硫化机构和成型涂覆机构，并且所述加热硫化机构设置在乳胶雾化喷射机构与成型涂覆机构之间；所述乳胶雾化喷射机构包括加热蒸发外壳，以及固定设置在加热蒸发外壳内部上端的雾气喷嘴，所述雾气喷嘴的一侧设有供料管道，所述供料管道连接有乳胶供料筒，所述雾气喷嘴的另一侧设有输气管道，所述输气管道连接有增压气泵，所述供料管道在雾气喷嘴内的部分外表面套设有乳液分散短管，所述乳液分散短管的末端内部设有四棱扇叶，所述输气管道在雾气喷嘴内的部分外表面套设有增压阶梯管，所述增压阶梯管的管口处于乳液分散短管的管口正上方；所述加热蒸发外壳的内表面设有与雾气喷嘴形状相同的裹敷面板，所述裹敷面板与加热蒸发外壳之间为真空环境，所述裹敷面板的内表面设有若干组均匀分布且相互平行的加热电阻丝。进一步地，所述成型涂覆机构包括安装在水平连接座上的试剂盛装盒，以及设置在试剂盛装盒侧下方的层压辊轮，所述层压辊轮的两端通过转动轴承安装在试剂盛装盒的前后两侧板之间，所述试剂盛装盒的侧下方还设有与层压辊轮圆形面同心的出料弧形面板。进一步地，所述出料弧形面板包括固定在试剂盛装盒内部上方的定向半弧板，以及铰接在试剂盛装盒内部下方的转动弧形板，所述转动弧形板与定向半弧板之间通过多孔弹性板连接，所述试剂盛装盒内表面设有与转动弧形板铰接的手动转杆，所述手动转杆穿过试剂盛装盒设有转动把手。进一步地，所述加热硫化机构包括固定安装在水平连接座上的方框置物板，以及安装在方框置物板前后两侧面之间的红外加热管，所述方框置物板的内侧设有反射板，并且所述方框置物板的四个周边均设有遮光片。进一步地，所述成型连接底座的上表面还设有上下升降机构和左右往复机构，所述上下升降机构包括若干均匀安装在成型连接底座上的推动气缸，所述左右往复机构包括与推动气缸连接的上下承载板，以及设置在所述上下承载板内部的中空安装槽，所述上下承载板的上表面架设有梯形滑板，所述上下承载板的上表面还设有左右往复板，所述左右往复板的下表面设有套设在梯形滑板上的穿行槽板，所述穿行槽板的下方设有沿着中空安装槽移动的限位卡板，所述限位卡板的左右两侧连接有传动链条，所述中空安装槽内设有用于驱动传动链条的伺服电机传动组。进一步地，所述成型连接底座上还设有若干均匀分布的限位导杆，所述上下承载板上设有与限位导杆匹配工作的限位穿孔。另外本专利技术还提供一种热固性聚合物增材的制造方法，具体包括如下步骤：步骤100、乳胶喷射，利用雾气喷嘴内的高压气体雾化喷射乳胶液体，将原料的形态转变为乳胶颗粒状；步骤200、干燥乳胶颗粒，利用加热蒸发外壳对喷射中的乳胶颗粒进行脱水，脱水后的乳胶颗粒喷射到成型平台形成乳胶薄膜层；步骤300、加热硫化，利用智能数控机构将成型平台上移和左右往复移动，同时红外加热灯对乳胶薄膜层进行加热硫化；步骤400、挤压层加固，在此上移成型平台，利用层压辊轮涂覆交联剂，同时将乳胶薄膜层和交联剂碾压加固；步骤500、定型交联，根据乳胶薄膜层设定的数量，重复上述喷射、干燥、硫化和层加固操作，使乳胶薄膜层之间成型交联。进一步地，在步骤200中，所述加热蒸发外壳的加热温度决定乳胶薄膜层的水分，所述乳胶薄膜层的水分要求根据乳胶颗粒状态的硫化要求选取。进一步地，在步骤400中，所述层压辊轮的碾压压力为10MPa。进一步地，在步骤100中，所述乳胶原料具体为天然胶乳和氧化锌以95:5的质量比调配的混合物料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术将加热蒸发水分、高压喷射和雾气喷嘴结合工作，各工作单位相互配合工作，将液态形式的原料雾化，实现气态乳胶喷淋供料的方式，在制作平台上形成材质均匀乳胶薄膜层，降低硫化温度，提高硫化效率，进而提高了热固性聚合物的生产质量；(2)本专利技术在利用辊轮挤压乳胶薄膜层时，同时涂抹交联剂，并施加一定压力的碾压作用，使乳胶薄膜层与交联剂层进行硫化交联，增强加固效果，结构简单，制备效率高，环保节能。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的成型连接底座结构示意图；图3为本专利技术的加热硫化机构结构示意图；图4为本专利技术的出料弧形面板闭合结构示意图；图5为本专利技术的出料弧形面板张开结构示意图；图6为本专利技术的增材制造方法流程示意图。图中标号：1-成型连接底座；2-乳胶雾化喷射机构；3-水平连接座；4-加热硫化机构；5-成型涂覆机构；6-上下升降机构；7-左右往复机构；201-加热蒸发外壳；202-雾气喷嘴；203-供料管道；204-乳胶供料筒；205-输气管道；206-增压气泵；207-乳液分散短管；208-四棱扇叶；209-增压阶梯管；2010-裹敷面板；2011-加热电阻丝；401-方框置物板；402-红外加热管；403-反射板；404-弧形延伸反射罩；405-遮光片；501-试剂盛装盒；502-层压辊轮；503-转动轴承；504-出料弧形面板；5041-定向半弧板；5042-转动弧形板；5043-多孔弹性板；5044-手动转杆；5045-转动把手；601-推动气缸；602-限位导杆；603-限位穿孔；701-上下承载板；702-中空安装槽；703-梯形滑板；704-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热固性聚合物增材制造装置，其特征在于：包括成型连接底座(1)，以及安装在成型连接底座(1)上方的乳胶雾化喷射机构(2)，与所述乳胶雾化喷射机构(2)的下表面平行位置设有水平连接座(3)，所述水平连接座(3)上并列设有加热硫化机构(4)和成型涂覆机构(5)，并且所述加热硫化机构(5)设置在乳胶雾化喷射机构(2)与成型涂覆机构(5)之间；所述乳胶雾化喷射机构(2)包括加热蒸发外壳(201)，以及固定设置在加热蒸发外壳(201)内部上端的雾气喷嘴(202)，所述雾气喷嘴(202)的一侧设有供料管道(203)，所述供料管道(203)连接有乳胶供料筒(204)，所述雾气喷嘴(202)的另一侧设有输气管道(205)，所述输气管道(205)连接有增压气泵(206)，所述供料管道(203)在雾气喷嘴(202)内的部分外表面套设有乳液分散短管(207)，所述乳液分散短管(207)的末端内部设有四棱扇叶(208)，所述输气管道(205)在雾气喷嘴(202)内的部分外表面套设有增压阶梯管(209)，所述增压阶梯管(209)的管口处于乳液分散短管(207)的管口正上方；所述加热蒸发外壳(201)的内表面设有与雾气喷嘴(202)形状相同的裹敷面板(2010)，所述裹敷面板(2010)与加热蒸发外壳(201)之间为真空环境，所述裹敷面板(2010)的内表面设有若干组均匀分布且相互平行的加热电阻丝(2011)。...

【技术特征摘要】
1.一种热固性聚合物增材制造装置，其特征在于：包括成型连接底座(1)，以及安装在成型连接底座(1)上方的乳胶雾化喷射机构(2)，与所述乳胶雾化喷射机构(2)的下表面平行位置设有水平连接座(3)，所述水平连接座(3)上并列设有加热硫化机构(4)和成型涂覆机构(5)，并且所述加热硫化机构(5)设置在乳胶雾化喷射机构(2)与成型涂覆机构(5)之间；所述乳胶雾化喷射机构(2)包括加热蒸发外壳(201)，以及固定设置在加热蒸发外壳(201)内部上端的雾气喷嘴(202)，所述雾气喷嘴(202)的一侧设有供料管道(203)，所述供料管道(203)连接有乳胶供料筒(204)，所述雾气喷嘴(202)的另一侧设有输气管道(205)，所述输气管道(205)连接有增压气泵(206)，所述供料管道(203)在雾气喷嘴(202)内的部分外表面套设有乳液分散短管(207)，所述乳液分散短管(207)的末端内部设有四棱扇叶(208)，所述输气管道(205)在雾气喷嘴(202)内的部分外表面套设有增压阶梯管(209)，所述增压阶梯管(209)的管口处于乳液分散短管(207)的管口正上方；所述加热蒸发外壳(201)的内表面设有与雾气喷嘴(202)形状相同的裹敷面板(2010)，所述裹敷面板(2010)与加热蒸发外壳(201)之间为真空环境，所述裹敷面板(2010)的内表面设有若干组均匀分布且相互平行的加热电阻丝(2011)。2.根据权利要求1所述的一种热固性聚合物增材制造装置，其特征在于：所述成型涂覆机构(5)包括安装在水平连接座(3)上的试剂盛装盒(501)，以及设置在试剂盛装盒(501)侧下方的层压辊轮(502)，所述层压辊轮(502)的两端通过转动轴承(503)安装在试剂盛装盒(501)的前后两侧板之间，所述试剂盛装盒(501)的侧下方还设有与层压辊轮(502)圆形面同心的出料弧形面板(504)。3.根据权利要求2所述的一种热固性聚合物增材制造装置，其特征在于：所述出料弧形面板(504)包括固定在试剂盛装盒(501)内部上方的定向半弧板(5041)，以及铰接在试剂盛装盒(501)内部下方的转动弧形板(5042)，所述转动弧形板(5042)与定向半弧板(5041)之间通过多孔弹性板(5043)连接，所述试剂盛装盒(501)内表面设有与转动弧形板(5042)铰接的手动转杆(5044)，所述手动转杆(5044)穿过试剂盛装盒(501)设有转动把手(5045)。4.根据权利要求1所述的一种热固性聚合物增材制造装置，其特征在于：所述加热硫化机构(4)包括固定安装在水平连接座(3)上的方框置物板(401)，以及安装在方框...

【专利技术属性】
技术研发人员：边慧光，张伟，江瑞，晁宇琦，蔡宁，汪传生，范文超，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37