一种制备可控孔隙结构多孔材料的装置，包括铺粉装置、成型装置以及网格板打印装置；顶板安装在支架组装成的矩形框架上，顶板一侧成型装置，用于向成型装置中铺洒粉体且滚动压实的铺粉装置，顶板中间设有铺粉凹槽；顶板左侧安装有用于实现有机网格板材铺设结构可控性的网格板打印装置；网格板打印装置包括打印支撑机架、打印机头、打印平台；打印平台两侧安装有导轨，用于将打印好的有机网格板铺设到成型装置内；成型装置包括同轴设置的成型缸和成型升降平台，成型升降台设置在成型缸内；成型升降台上表面与顶板上表面相距一层复合材料的厚度；铺粉装置铺粉、网格板打印装置完成打印；具有操作简单、能耗小的特点。能耗小的特点。能耗小的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种制备可控孔隙结构多孔材料的装置
[0001]本技术属于复合材料制备装置
，具体涉及一种制备可控孔隙结构多孔材料的装置。
技术介绍
[0002]多孔陶瓷是内部具有一定尺寸和一定数量气孔的新型陶瓷，这些气孔彼此相互连通或闭合。它具有传统陶瓷材料的抗腐蚀、抗氧化等特性，还具有密度低、开口气孔率高，比表面积大等特点。因其优异的化学性能和力学性能，广泛应用于环境保护、食品加工、生物医药和化学工业等领域。
[0003]多孔陶瓷的主要制备工艺包括：有机泡沫浸渍工艺、发泡工艺、添加造孔剂工艺、挤压成形工艺等。有机浸渍工艺可制备气孔率较高的多孔陶瓷，但陶瓷骨架脆弱、缺陷多；发泡工艺制备的多孔陶瓷具有气孔率高，强度大的特点，制备闭气孔多孔陶瓷具有优势，但是对原材料的要求较高；添加造孔剂工艺可在复杂形状的多孔陶瓷中应用，但孔径大小难以控制，也不适合制备高气孔率的多孔陶瓷。挤压成形工艺应用于制造细长的多孔陶瓷，孔的大小及形状可以精确控制，但该方法不适合制备复杂孔径的多孔陶瓷。上述方法在一定程度上可以进行孔隙控制，但是不能同时进行孔隙分布、孔隙结构以及孔径的规则控制。
[0004]目前现有技术多集中在采用添加造孔剂来制备多孔材料，无法实现孔隙率和孔结构的可控性；且实用化学试剂制备的多孔陶瓷材料力学性能较差无法满足应用需求，严重阻碍其广泛应用。因此，迫切需要设计制备一种能够实现孔隙结构的可控性，从而提升其力学性能。
技术实现思路
[0005]为克服上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供了一种制备可控孔隙结构多孔材料的装置，其可实现多孔材料内部孔隙结构的可控性，操作简单，减少能耗，装置主要采用叠层设置，改变陶瓷材料内部所铺设线材直径以及排布方式，进而进行高温烧结后去除网格板，来实现内部孔隙结构的可控性；此外，本技术具有较好的适用性，通过改变不同原料，可获得不同类型的多孔材料，以满足不同的应用需求。
[0006]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0007]一种制备可控孔隙结构多孔材料的装置，包括铺粉装置、成型装置以及网格板打印装置；其中顶板安装在支架组装成的矩形框架上，顶板一侧自下至上安装用于对多孔复合材料进行成型的成型装置，用于向成型装置中铺洒粉体且滚动压实的铺粉装置，顶板中间设有铺粉凹槽；顶板左侧安装有用于实现有机网格板材铺设结构可控性的网格板打印装置；所述网格板打印装置包括打印支撑机架、打印机头、打印平台；打印平台两侧安装有导轨，用于将打印好的有机网格板铺设到成型装置内；所述成型装置包括同轴设置的成型缸和成型升降平台，所述成型升降台设置在成型缸内。
[0008]所述的铺粉装置包括铺粉漏斗、铺粉架、铺粉滚筒和滚筒；所述铺粉架上固定有铺
粉漏斗，铺粉架下端安装有铺粉滚筒和滚筒，铺粉滚筒与滚筒连接处采用夹块连接，两个滚筒在铺粉架下成水平排列，两端分别安装有动力装置，使滚筒实现轴向转动，铺粉架两端与滑块相连接，使铺粉装置可在导轨上实现横向移动。
[0009]所述的铺粉滚筒外表面带有一圈键槽，粉体落入铺粉漏斗内通过铺粉滚筒的转动和键槽来实现对铺粉速度的控制。
[0010]所述的成型升降平台和成型缸均安装在升降台上，所述升降台自下至上设置有支撑板、滑动板以及底板，支撑板上固定四个成矩形排列的粗滑杆，粗滑杆上安装有滑动板，滑动板中间设置升降台丝杠螺母，丝杠螺母带动滑动板沿粗滑杆轴向直线往复运动；所述滑动板上端固定有四个成矩形排列的细滑杆，细滑杆穿过底板与成型升降台相连，底板固定在粗滑杆顶端，其下端中心位置固定有丝杠，成型缸设置在底板上，成型升降台、成型缸与顶板矩形孔同轴设置，细滑杆带动成型升降平台在成型缸内轴向移动。
[0011]所述的网格板打印装置包括打印支撑机架、打印机头、打印平台、X向驱动电机、Y向驱动电机；支撑机架上方设有两组X向机构和Y向机构，Y向机构包括对应安装于支撑机架上的Y向轴承座，轴承座之间设置有第一滑动杆、第二滑动杆和Y向丝杠，Y向丝杠上滑动设置有Y向活动块，Y向活动块可在丝杠沿Y向移动，X向机构包括对应安装于支撑机架上的X向轴承座，X向轴承座之间转动设置有X向丝杠，X向丝杠上滑动设置有用于固定打印机头的打印机头固定架，带动打印机头沿X向移动；所述打印平台安装在顶板之上，两侧导轨之间设置有丝杠以及固定件装置，打印平台安装在固定件上，沿丝杠轴向方向运动；固定件安装在滑块上，沿导轨横向移动。
[0012]利用制备可控孔隙结构多孔材料的装置的方法，包括以下步骤：
[0013]步骤1，使成型升降台的上表面与顶板上表面相距一层复合材料的厚度；
[0014]步骤2，两侧滑块带动铺粉架运动之成型升降台上端，当铺粉架运动至成型升降台一侧时，使铺粉电机和滚筒电机分别开始带铺粉滚筒和滚筒转动，铺粉滚筒将铺粉漏斗中漏出的粉体均匀漏出，并铺洒至成型升降台的上表面，即开始铺粉动作；
[0015]步骤3，当铺粉架经导轨往复运动置原来位置时，使铺粉滚筒停止转动，铺粉漏斗停止出料，结束铺粉动作；
[0016]步骤4，打印装置通过计算机输入有机网格板模型结构，在打印平台内制备完成所需有机网格板结构，
[0017]步骤5，导轨带动打印平台移动至右侧停止，将打印好的有机网格板平铺在铺设好的复合材料的成型升降台上，之后打印平台移动回原来位置。
[0018]步骤6，将成型升降台下移，使成型升降台上铺设的复合材料和有机网格板的上表面与顶板上表面相距一层复合材料厚度处后停止运动；
[0019]步骤7，根据对多孔复合材料层数的确定，重复步骤2
‑
步骤6，直至达到所要求的层数，即完成多孔复合材料的制备。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0021]1)本技术装置可通过改变所选线材的材质和线材的直径，经过电脑控制网格打印机的来制备不同结构的网格板材，使用叠层实体工艺制备坯体，经过高温烧结去除网格板，材料内部留下孔隙结构。同时对有机网格板的编织形式进行改变，以此达通过网格板材的不同结构来实现多孔材料内部孔隙结构的可控性。
[0022]2)利用本技术所属装置制备孔隙结构可控的多孔材料，经济性更强、工艺流程简单，减少能耗，通过铺粉装置和成型装置实现自动铺粉和成型。
附图说明
[0023]图1为本技术整体结构示意图。
[0024]图2为本技术装置侧视图。
[0025]图3为本技术铺粉装置的爆炸图。
[0026]图4为本技术铺粉装置的主视图。
[0027]图5为本技术成型装置的结构示意图。
[0028]图6为本技术打印装置的结构示意图。
[0029]附图中：1、铺粉漏斗，2、顶板，3、支撑板，4、电机架，51、铺粉滚筒步进电机，52滚筒步进电机、6、铺粉滚筒联轴器，7、铺粉滚筒，8、夹块，9、侧板，91、铺粉漏斗连接件，92、滚筒，93滚筒联轴器，10、导轨，11、第一滑块，12、支撑本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制备可控孔隙结构多孔材料的装置，其特征在于，包括铺粉装置（100）、成型装置（200）以及网格板打印装置（300）；其中顶板（2）安装在支架组装成的矩形框架上，顶板（2）一侧自下至上安装用于对多孔复合材料进行成型的成型装置（200），用于向成型装置中铺洒粉体且滚动压实的铺粉装置（100），顶板（2）中间设有铺粉凹槽；顶板（2）左侧安装有用于实现有机网格板材铺设结构可控性的网格板打印装置（300）；网格板打印装置包括打印支撑机架（22）、打印机头（16）、打印平台（17）；打印平台两侧安装有导轨（10），用于将打印好的有机网格板铺设到成型装置内；成型装置包括同轴设置的成型缸（14）和成型升降平台，成型升降台设置在成型缸内。2.根据权利要求1所述的一种制备可控孔隙结构多孔材料的装置，其特征在于，所述的铺粉装置（100）包括铺粉漏斗（1）、铺粉架（13）、铺粉滚筒（7）和滚筒（92）；所述铺粉架上固定有铺粉漏斗（1），铺粉架下端安装有铺粉滚筒（7）和滚筒（92），铺粉滚筒（7）与滚筒（92）连接处采用夹块（8）连接，两个滚筒在铺粉架下成水平排列，两端分别安装有动力装置，使滚筒实现轴向转动，铺粉架两端与滑块相连接，使铺粉装置（100）可在导轨上实现横向移动。3.根据权利要求2所述的一种制备可控孔隙结构多孔材料的装置，其特征在于，所述的铺粉滚筒（7）外表面带有一圈键槽，粉体落入铺粉漏斗内通过铺粉滚筒的转动和键槽来实现对铺粉速度的控制。4.根据权利要求1所述的一种制备可控孔隙结构多孔材料的装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵雪妮，范强，马林林，赵振洋，刘傲，杨智，魏森森，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：
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