模拟研究熔体液滴快速固化过程的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟研究熔体液滴快速固化过程的装置，本申请在现有超快扫描量热仪的基础上搭建高分子熔体液滴挤出设备，模拟3D打印过程中高分子熔体沉积固化的过程，跟踪在沉积过程中微量材料快速冷却过程中样品温度的变化，首次实现对高分子材料在3D打印过程中快速固化过程的模拟，同时可更改传感器温度模拟打印床温度变化对固化过程的影响，通过快速再升温实验进一步分析固化过程中熔体液滴形成的具体结构。

Device and method for simulating the rapid solidification process of melt droplets

【技术实现步骤摘要】
模拟研究熔体液滴快速固化过程的装置及方法
本专利技术属于高分子熔体沉积固化过程研究技术，特别是涉及一种模拟研究熔体液滴快速固化过程的装置及方法。
技术介绍
近些年来，3D打印技术国内外发展极快，而打印材料是3D打印技术重要的物质基础，也是当前制约3D打印发展的瓶颈。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属和陶瓷材料等。以塑料为代表的高分子聚合物具有在相对较低温度下的热塑性，良好的热流动性与快速冷却粘接性，因此在3D打印领域得到快速的应用和发展。高分子聚合物本身的流变性能是其作为打印材料优异性的决定性因素之一，而高分子熔体在工业生产中快速冷却时的固化过程也是决定打印产品性能的重要因素。工业上高分子的快速冷却过程(比如吹膜、挤出、注射等)通常是一个复杂的非线性变温过程，根据沉积材料表面的性状以及温度的不同，高分子熔体在不同的过冷度下发生结晶，从而在高分子材料内形成不同大小、不同均一性的晶体，甚至是在表面和内部也存在晶体结构的差异，这些都会很大程度的影响打印的效果(包括打印精度、力学性能和表面形貌等)。因此，深入研究微量高分子材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟研究熔体液滴快速固化过程的装置，其特征在于，包括熔体挤出设备、样品室、控制电子元件和通信终端，其中，/n所述熔体挤出设备用于加热待挤出丝线材料挤出熔体液滴，所述熔体挤出设备通过支架连接z轴驱动电机；/n所述样品室内设有用于承载从喷嘴喷出的熔体液滴的传感器，所述传感器内含有热电堆和热电偶；/n所述控制电子元件包括PID控制器和数据采集卡；其中，PID控制器与样品室传感器、加热铝块连接，控制和稳定加热铝块的加热功率，并实时监测传感器检测区温度；数据采集卡与传感器连接，记录传感器的温度和加热功率等数据；/n所述通信终端与熔体挤出设备、驱动电机以及控制电子元件电连接，通过用户界面控制熔体液...

【技术特征摘要】
1.一种模拟研究熔体液滴快速固化过程的装置，其特征在于，包括熔体挤出设备、样品室、控制电子元件和通信终端，其中，
所述熔体挤出设备用于加热待挤出丝线材料挤出熔体液滴，所述熔体挤出设备通过支架连接z轴驱动电机；
所述样品室内设有用于承载从喷嘴喷出的熔体液滴的传感器，所述传感器内含有热电堆和热电偶；
所述控制电子元件包括PID控制器和数据采集卡；其中，PID控制器与样品室传感器、加热铝块连接，控制和稳定加热铝块的加热功率，并实时监测传感器检测区温度；数据采集卡与传感器连接，记录传感器的温度和加热功率等数据；
所述通信终端与熔体挤出设备、驱动电机以及控制电子元件电连接，通过用户界面控制熔体液滴挤出、挤出设备的驱动以及PID控制器程序的设定和数据采集卡数据的存储。


2.根据权利要求1所述的模拟研究熔体液滴快速固化过程的装置，其特征在于，所述熔体挤出设备由挤出机、加热铝块、喷嘴组装而成，其中，所述加热铝块内含有热电偶和加热棒，待挤出丝线材料加入挤出机挤出后在加热铝块的作用下加热至熔点后从喷嘴喷出。


3.根据权利要求1所述的模拟研究熔体液滴快速固化过程的装置，其特征在于，所述喷嘴直径为0.2mm-0.6mm。


4.根据权利要求1所述的模拟研究熔体液滴快速固化过程的装置，其特征在于，所述待挤出丝线材料为商用PLA、PC、PA等3D打印材料，直径为1mm-3mm。


5.利用权利要求1-4中任一所述装置模拟研究熔体液滴快速固化过程的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)设置z轴0点位置：挤出设备电连接，熔体挤出位置正对样品室传感器检测区域上方，根据待挤出丝线材料熔点设定挤出设备工作温度T并开始加热，将通信终端、控制电子元件、样品室电连接，启动PID控制器实时监测传感器温度，启动z轴驱动电机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜菁，朱逸夫，周东山，
申请(专利权)人：南京大学深圳研究院，南京大学射阳高新技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44