[發(fā)明專利]一種可視化聚合物微擠出模具

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910309266.3
• 申請日: 2009-11-04
• 公開（公告）號: CN101712197A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙丹陽;金翼飛;王敏杰
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: B29C47/08
• 分類號: B29C47/08;B29C47/12;B29C47/92
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物微擠出模具技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種觀測聚合物熔體在微小流道內(nèi)的流場分布和壁面滑移速度的可視化微擠出模具。

背景技術(shù)

聚合物熔體在擠出模具微小流道內(nèi)的流動過程一直是模具設(shè)計和聚合物流變學(xué)研究的重點(diǎn)問題。傳統(tǒng)的研究方法只能通過輸入和輸出參量，如溫度、粘度、壓力等推測聚合物熔體在微小流道內(nèi)的流動過程，并不能直接描述聚合物在流道中真實(shí)的流動行為，對實(shí)際微擠出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的指導(dǎo)作用有限。

微擠出模具是塑料熔體整個微擠出成型過程的關(guān)鍵設(shè)備。目前微擠出模具設(shè)計時，由于微尺度效應(yīng)下聚合物流變理論尚不完整，無法準(zhǔn)確地描述聚合物熔體在微擠出模具流道內(nèi)的流動行為，所以使得微擠出模具的設(shè)計很大程度上依賴于“試錯法”。這種方法需要不斷的進(jìn)行試模、修模，耗時耗力，同時設(shè)計質(zhì)量也不高。據(jù)統(tǒng)計，試模、修模的時間占微擠出模具整個設(shè)計制造周期的30％～40％，這樣造成了模具成本大幅增加，影響到了微擠出模具的進(jìn)一步發(fā)展。模具可視化技術(shù)是揭開模具內(nèi)熔體流動狀態(tài)這一黑匣子最有效的技術(shù)手段之一。目前，模具可視化技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外模具領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，主要集中在注塑模具可視化技術(shù)方面，并且取得了顯著的研究進(jìn)展，而對于聚合物微擠出模具可視化技術(shù)方面的研究國內(nèi)外未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可視化聚合物微擠出模具，用于直接觀測聚合物熔體微擠出過程中的流場分布和壁面滑移速度，觀測的結(jié)果可以完善聚合物流變學(xué)理論，直接指導(dǎo)聚合物微擠出模具的設(shè)計。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種可視化聚合物微擠出模具，主要由連接管、加熱圈、機(jī)頭體、調(diào)整螺栓、定位銷、擋板、緊固螺栓、可視化口模、壓力/溫度傳感器、芯棒、墊圈、溫度傳感器、通氣螺栓、支撐板、分流錐和法蘭組成。機(jī)頭體通過連接管和法蘭與擠出機(jī)出口相連，分流錐和芯棒分別固定在支撐板兩側(cè)，調(diào)整螺栓和通氣螺栓通過機(jī)頭體上的螺栓孔與支撐板相接觸，利用墊圈、擋板和緊固螺栓將可視化口模固定在機(jī)頭體上，溫度傳感器與加熱圈固定在連接管、機(jī)頭體和可視化口模的外部，壓力/溫度傳感器安裝在口模平直段的小孔內(nèi)。

該模具可以根據(jù)研究的需要更換不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的分流錐、芯棒和口模。

熔融的聚合物熔體在壓力的作用下通過連接管進(jìn)入模具流道，在分流錐的作用下進(jìn)入流道內(nèi)，經(jīng)過壓縮段的壓縮，最后由平直段擠出。安裝在模具上的加熱圈和溫度傳感器控制聚合物熔體在擠出過程中保持恒定的溫度；通過調(diào)節(jié)調(diào)整螺栓改變芯棒和口模之間的同軸度與間隙，使得聚合物熔體擠出過程的流場分布更為均勻；石英玻璃材質(zhì)的可視化口模用來拍攝聚合物熔體在口模內(nèi)部的流動過程；安裝在平直段的壓力傳感器同時還具有測量溫度的功能，是一個壓力/溫度集成型傳感器，具有計算機(jī)通訊接口，用于測量聚合物熔體在擠出過程中的壓力和溫度。

本發(fā)明的效果和益處是：通過可視化模具獲得聚合物熔體在微擠出模具微小流道內(nèi)的真實(shí)流動狀態(tài)，觀測聚合物的流場分布和壁面滑移速度，從而完善聚合物流變學(xué)研究和微擠出模具設(shè)計理論；根據(jù)研究需要更換不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的分流錐、芯棒和口模，可以研究不同的模具型腔結(jié)構(gòu)參數(shù)對聚合物流場分布和壁面滑移速度的影響；通過采用固定可視化口模、調(diào)整芯棒的方法，可以有效地避免直接調(diào)整可視化口模容易破碎的弊端。本發(fā)明可以直接指導(dǎo)聚合物微擠出模具的設(shè)計。

附圖說明

附圖是可視化聚合物微擠出模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1連接管；2A加熱圈；3B加熱圈；4機(jī)頭體；5調(diào)整螺栓；

6定位銷；7C加熱圈；8D加熱圈；9擋板；10緊固螺栓；11E加熱圈；12可視化口模；13壓力/溫度傳感器；14芯棒；15A溫度傳感器；16墊圈；17B溫度傳感器；18通氣螺栓；19支撐板；20C溫度傳感器；21分流錐；

22D溫度傳感器；23法蘭。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。