通过周向辐照使湿挤出物硬化的系统和方法技术方案

根据某些方面的挤出系统(100)包括至少一个红外发射设备(102)，该至少一个红外发射设备(102)以具有中空内部的大致圆柱形形状布置。该至少一个红外发射设备(102)位于挤出模具(110)的出口的下游，来以均匀的方式辐照湿挤出物材料的周边，以在由挤出物支撑通道(118)接收此类材料之前形成经硬化的湿挤出物材料(116)。该至少一个红外发射设备(102)大致均匀地硬化湿挤出物材料(116)的表皮，以抵抗挤出物材料在随后的处理步骤中的机械变形。此类表皮硬化允许增加处理力的公差，并允许在不影响烧结陶瓷产品形状的情况下挤出较软的湿挤出物材料。挤出物材料。挤出物材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过周向辐照使湿挤出物硬化的系统和方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请根据35U.S.C.
§
120要求于2019年8月14日提交的美国临时申请序列第62/886,658号的优先权，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0002]本公开涉及挤出物生产，并且更具体地，涉及用于通过周向辐照使湿挤出物表皮硬化的系统和方法。
[0003]陶瓷挤出物用于各种各样的应用，诸如用于汽车排气催化转化器、柴油和汽油发动机内的微粒捕集器、化学过滤过程等的底物。通过挤出生产并具有蜂窝横截面形状的陶瓷体经常用于在相对较小的总体积内提供大的过滤和/或催化表面积。挤出陶瓷体的制造过程通常包括使用挤出装置生产期望的形状和尺寸的湿挤出物，将挤出物切割成节段，并将经切割的节段转移到窑中进行烧结以生产干烧体。
[0004]重要的是在生产过程中，在离开挤出模具变成烧结产品时，保持湿挤出物材料的形状。此外，较大的产品通常需要进一步地处理(例如，轮廓加工，应用于表皮处理等)以减轻湿挤出物材料坍落造成的质量问题，这可能会显著增加制造成本。
[0005]为了试图在烧结前强化湿挤出物材料而开发的传统方法由于硬化不均匀或其他并发问题而效果不佳。例如，射频和微波辐射通常是体积能量源，并且以可产生热点和冷点的模式沉积能量，从而可能导致湿挤出物材料内的单元变形。其他方法(诸如通过蛤壳辐照来加热或热空气冲击湿挤出物的外部)可能会缺少均匀性，也可能会将湿挤出物的表皮加热至高达65℃，这可能会(诸如由于有机粘合剂的存在)通过热凝胶化(而不是干燥)导致硬化，这种硬化的增加可能是暂时的并且在挤出物冷却时会降低。

技术实现思路

[0006]根据某些方面的挤出系统包括至少一个红外发射设备，该至少一个红外发射设备以具有中空内部的大致圆柱形形状布置。该至少一个红外发射设备位于挤出模具的出口的下游，来以均匀的方式辐照湿挤出物材料的周边，以在由挤出物支撑通道接收此类材料之前形成经硬化的湿挤出物材料。该至少一个红外发射设备大致均匀地硬化湿挤出物材料的表皮，以抵抗挤出物材料在随后的处理步骤中的机械变形。此类表皮硬化允许增加处理力的公差，并允许在不影响烧结陶瓷产品形状的情况下挤出较软的湿挤出物材料，以及其它优点。
[0007]在一个方面，本公开涉及挤出系统，该挤出系统包括挤出模具、至少一个红外发射设备以及挤出物支撑通道。该挤出模具包括出口并且被配置为持续地形成湿挤出物材料，该湿挤出物材料包括蜂窝横截面。该至少一个红外发射设备具有中空内部并且在该湿挤出物材料的行进方向上位于该出口的下游，该至少一个红外发射设备围绕该湿挤出物材料的周边以大致圆柱形形状布置，并且被配置为均匀地辐照该湿挤出物材料的该周边以形成经
硬化的湿挤出物材料。该挤出物支撑通道被配置为在该湿挤出物材料通过该至少一个红外发射设备的该中空内部之后接收该经硬化的湿挤出物材料。
[0008]在某些实施例中，该至少一个红外发射设备被配置为产生具有至少一个峰值发射波长和至少一个全宽、半最大发射波长范围的红外发射。此外，该湿挤出物材料包括多个组分，每个组分具有有着至少一个峰值吸收波长和至少一个全宽、半最大吸收波长范围的吸收光谱。此外，该至少一个全宽、半最大发射波长范围包括在该多个组分中的至少一个组分的该吸收光谱的该至少一个全宽、半最大吸收波长范围的波长的1微米范围内的至少一个波长值。在某些实施例中，该至少一个峰值发射波长包括1.2μm或2.9μm中的至少一者。在某些实施例中，该至少一个峰值吸收波长包括3μm、6μm或10μm中的至少一者。在某些实施例中，该至少一个红外发射设备的该大致圆柱形形状包括至少100mm的内直径。在某些实施例中，该至少一个红外发射设备包括至少一个激光器。在某些实施例中，该至少一个红外发射设备包括至少一个灯。
[0009]在某些实施例中，该至少一个红外发射设备包括多个红外发射设备，并且该多个红外发射设备中的每个红外发射设备被配置为产生具有不同峰值发射波长和不同全宽、半最大发射波长范围的红外发射。在某些实施例中，该至少一个红外发射设备包括多个红外发射设备，该多个红外发射设备包括第一红外发射设备和第二红外发射设备，该第二红外发射设备在该湿挤出物材料的行进方向上位于该第一红外发射设备的下游。在某些实施例中，该第一红外发射设备和该第二红外发射设备各自以大致圆柱形形状布置，并且该第一红外发射设备和该第二红外发射设备被配置为以不同的总辐射通量辐照该湿挤出物材料。在某些实施例中，该挤出系统被配置为以所选择的强度和持续时间辐照该湿挤出物材料，以提供具有经均匀硬化的外表面和未经硬化的芯的该经硬化的湿挤出物材料。在某些实施例中，本公开涉及从前述挤出系统形成的经硬化的湿挤出物材料。经硬化的湿挤出材料具有多孔结构，该多孔结构包括经均匀硬化的外表面和包括有蜂窝横截面的未经硬化的芯。
[0010]在一个方面，本公开涉及一种形成经硬化的湿挤出物材料的方法。该方法包括从挤出模具的出口持续地形成湿挤出物材料，该湿挤出物材料包括有蜂窝横截面。该方法进一步包括利用由至少一个红外发射设备产生的红外发射均匀地辐照该湿挤出物材料的周边，该至少一个红外发射设备具有有着中空内部的大致圆柱形形状并位于出口的下游，以形成经硬化的湿挤出物材料。该方法进一步包括使该经硬化的湿挤出物材料穿过该至少一个红外发射设备的该中空内部到挤出物支撑通道上。
[0011]在某些实施例中，该红外发射包括至少一个峰值发射波长和与该至少一个峰值发射波长相对应的至少一个全宽、半最大发射波长范围。此外，该湿挤出物材料包括多个组分，每个组分具有有着至少一个峰值吸收波长和与该至少一个峰值吸收波长相对应的至少一个全宽、半最大吸收波长范围的吸收光谱。此外，与该至少一个全宽、半最大吸收波长范围相对应的该至少一个全宽、半最大发射波长范围包括与在该多个组分中的至少一个组分的该吸收光谱的该至少一个全宽、半最大吸收波长相对应的该至少一个全宽、半最大吸收波长范围的波长的1微米范围内的至少一个波长值。在某些实施例中，该至少一个峰值发射波长包括1.2μm或2.9μm中的至少一者。在某些实施例中，该至少一个峰值吸收波长包括3μm、6μm或10μm中的至少一者。在某些实施例中，该至少一个红外发射设备的该大致圆柱形形状包括至少100mm的内直径。在某些实施例中，该至少一个红外发射设备包括至少一个激光
器。在某些实施例中，该至少一个红外发射设备包括至少一个灯。
[0012]在某些实施例中，该至少一个红外发射设备包括多个红外发射设备，并且该多个红外发射设备中的每个红外发射设备被配置为产生具有不同峰值发射波长和不同全宽、半最大发射波长范围的红外发射。在某些实施例中，该至少一个红外发射设备包括多个红外发射设备，该多个红外发射设备包括第一红外发射设备和第二红外发射设备，该第二红外发射设备在该湿挤出物材料的行进方向上位于该第一红外发射设备的下游。另外，该方法进一步包括使用该第一红外发射设备以第一辐射通量辐照该湿挤出物材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种挤出系统，包括：挤出模具，所述挤出模具包括出口并且被配置为持续地形成湿挤出物材料，所述湿挤出物材料包括蜂窝横截面；至少一个红外发射设备，所述至少一个红外发射设备具有中空内部，所述至少一个红外发射设备在所述湿挤出物材料的行进方向上位于所述出口的下游，所述至少一个红外发射设备围绕所述湿挤出物材料的周边以大致圆柱形形状布置，并且被配置为均匀地辐照所述湿挤出物材料的所述周边以形成经硬化的湿挤出物材料；以及挤出物支撑通道，所述挤出物支撑通道被配置为在所述湿挤出物材料通过所述至少一个红外发射设备的所述中空内部之后接收所述经硬化的湿挤出物材料。2.如权利要求1所述的挤出系统，其特征在于：所述至少一个红外发射设备被配置为产生具有至少一个峰值发射波长和至少一个全宽、半最大发射波长范围的红外发射；所述湿挤出物材料包括多个组分，每个组分具有有着至少一个峰值吸收波长和至少一个全宽、半最大吸收波长范围的吸收光谱；并且所述至少一个全宽、半最大发射波长范围包括在所述多个组分中的至少一个组分的所述吸收光谱的所述至少一个全宽、半最大吸收波长范围的波长的1微米范围内的至少一个波长值。3.如权利要求2所述的挤出系统，其特征在于，所述至少一个峰值发射波长包括1.2μm或2.9μm中的至少一者。4.如权利要求2所述的挤出系统，其特征在于，所述至少一个峰值吸收波长包括3μm、6μm或10μm中的至少一者。5.如权利要求1所述的挤出系统，其特征在于，所述至少一个红外发射设备的所述大致圆柱形形状包括至少100mm的内直径。6.如权利要求1所述的挤出系统，其特征在于，所述至少一个红外发射设备包括至少一个激光器。7.如权利要求1所述的挤出系统，其特征在于，所述至少一个红外发射设备包括至少一个灯。8.如权利要求1所述的挤出系统，其特征在于，所述至少一个红外发射设备包括多个红外发射设备，并且所述多个红外发射设备中的每个红外发射设备被配置为产生具有不同峰值发射波长和不同全宽、半最大发射波长范围的红外发射。9.如权利要求1所述的挤出系统，其特征在于，所述至少一个红外发射设备包括多个红外发射设备，所述多个红外发射设备包括第一红外发射设备和第二红外发射设备，所述第二红外发射设备在所述湿挤出物材料的所述行进方向上位于所述第一红外发射设备的下游。10.如权利要求9所述的挤出系统，其特征在于，所述第一红外发射设备和所述第二红外发射设备各自以所述大致圆柱形形状布置，并且所述第一红外发射设备和所述第二红外发射设备被配置为以不同的总辐射通量辐照所述湿挤出物材料。11.如权利要求1所述的挤出系统，其特征在于，所述挤出系统被配置为以所选择的强度和持续时间辐照所述湿挤出物材料，以提供具有经均匀硬化的外表面和未经硬化的芯的
所述经硬化的湿挤出物材料。12.一种从如权利要求1所述的挤出系统形成的经硬化的湿挤出物材料，所述经硬化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：