[發明專利]一種聚合物連續熱壓印成型設備

有效

• 申請號: 201811151710.9
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109366962B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 吳大鳴;蘇逢春;趙中里;劉穎;鄭秀婷;許紅;黃堯;高小龍;孫靖堯
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B29C59/04
• 分類號: B29C59/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 趙蕊紅

本發明公開了一種聚合物連續熱壓印成型設備，包括1、徑向壓印組件，2、壓印輥組件，3、擺架及其傳動組件4、機架支撐組件。壓印過程中，擺架及其傳動組件3與壓印輥組件2同速轉動，同時徑向壓印組件1與壓印輥組件2之間實現壓印，壓印結束后，擺架及其傳動組件3急回至初始位置，完成一次循環。本設備將擠出成型和聚合物微結構平板熱壓印成型結合，設計出“曲面對曲面”擠出熱壓印微結構成型實驗設備，實現一步法連續擠出熱壓印聚合物表面微結構成型設備，解決了聚合物熱壓印過程中壓印時間短，保壓時間不足等問題，實現了連續化生產，生產效率高，無需反復加熱冷卻模具，能耗低、缺陷減少。

技術領域

本發明涉及一種聚合物加工設備，尤其是一種連續熱壓印成型設備，用于生產表面具有微納結構的成型片材。

背景技術

聚合物熱壓印成型技術是一種可以大量生產微結構產品的成型技術。微熱壓印技術的研究離不開壓印設備，新型壓印設備的研究開發對此項技術的發展起著重要的推動作用。目前，能夠實現連續性熱壓印的設備大多都是輥筒壓印設備，如文章編號為1001-9456(2011)05-0113-03中所介紹的一種聚合物輥輪壓印成型設備。該類設備具有生產效率高，成型面積大等優點，但存在著壓印時間短、保壓時間不足的問題；而現有的微結構平板熱壓印設備，如文章編號為1001-9456(2015)01-0083-04中所介紹的一種聚合物平板熱壓印成型的方法，雖然具有復制精度高的優點，但還無法實現連續化生產，生產效率低，需反復加熱冷卻模具，能耗高。

發明內容

為同步解決聚合物熱壓印過程中壓印時間短，保壓時間不足，或有些設備無法實現連續化生產，生產效率低，需反復加熱冷卻模具，能耗高等缺陷或不足，本設備將擠出成型和聚合物微結構平板熱壓印成型結合，設計出“曲面對曲面”擠出熱壓印微結構成型實驗設備，實現一步法連續擠出熱壓印聚合物表面微結構成型設備。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種連續熱壓印成型設備，包括徑向壓印組件、壓印輥組件、擺架及其傳動組件以及機架支撐組件。徑向壓印組件與壓印輥組件配合為連續熱壓印成型設備提供徑向壓印功能；壓印輥組件為所壓材料提供支撐、保壓、保溫及冷卻功能；擺架及其傳動組件為徑向壓印組件提供周向運動及支撐的作用；機架支撐組件為連續熱壓印成型設備提供整體支撐以及對壓印輥組件中壓印輥之間的距離提供調節作用；擺架及其傳動組件為徑向壓印組件提供周向運動的動力；機架支撐組件為設備整體提供支撐作用。本設備在工作過程中可分為四個步驟，可分為：壓印進程準備階段、壓印進程階段、壓印回程準備階段、壓印回程階段。當設備處于壓印進程準備階段時，由擠出機擠出的處于類固態的條狀(片狀)物料進入設備，徑向壓印組件與擺架及其傳動組件到達指定工作位置；當設備處于壓印進程階段時，擺架及其傳動組件帶動徑向壓印組件隨壓印輥同角速度轉動，同時徑向壓印組件與壓印輥組件配合完成壓印、保壓工作，冷卻工作在壓印輥組件中完成；當設備處于壓印回程準備階段時，壓印輥仍以之前的角速度運行，徑向壓印組件中上模板向徑向打開，此時擺架及其傳動組件帶動徑向壓印組件減速至角速度為零，為擺架回程做好準備；當設備處于壓印回程階段時，擺架及其傳動組件帶動徑向壓印組件急回到初始工作位置，為下一次壓印循環做準備。從而實現一步法連續擠出熱壓印聚合物表面微結構成型。

所述的徑向壓印組件包括徑向壓印伺服電機、徑向壓印減速器、徑向壓印升降機、徑向壓印絲杠套以及徑向壓印弧形模具；徑向壓印升降機擬選用SJ系列渦輪絲桿升降機，這種系列升降機具有結構緊湊、體積小、精度高、安裝方便，有些公司采用緊湊的鋁齒輪箱體，使得升降機重量減輕。徑向壓印升降機通過螺栓固定在擺架上，由徑向壓印伺服電機與徑向壓印減速器相配合帶動；擺架上端面打通孔，使得升降機中滾珠絲桿帶動螺母可以通過螺栓與徑向壓印弧形模具相連；徑向壓印絲杠套一端接近于擺架，一端與徑向壓印弧形模具相連，起到徑向壓印弧形模具定位、保持絲桿清潔等作用；徑向壓印伺服電機帶動徑向壓印升降機的輸入軸，將動力轉換為螺母沿滾珠絲桿軸線方向的運動，又由于螺母與徑向壓印弧形模具相連，弧形模具內置加熱孔，可配備加熱棒，從而實現弧形模具在壓印輥徑向的壓印任務。