[實用新型]一種高分子材料結晶度控制裝置

有效

• 申請號: 201822225923.3
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN209454120U
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 苗振興;汪一奇;蔣銘波;羅小帆
• 申請（專利權）人: 蘇州聚復高分子材料有限公司
• 主分類號: B29C48/05
• 分類號: B29C48/05;B29C48/88;B29C48/92
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 黃杭飛

一種高分子材料結晶度控制裝置，涉及3D打印線材的擠出制造技術領域。高分子材料結晶度控制裝置包括水槽、分別設置在水槽內兩側且沿水槽長度方向延伸的兩組滾輪組件、設置在水槽下方的水箱、兩端分別連接至水箱和水槽的水泵、支撐水槽的支架，以及安裝在支架底部四角的滑輪；每組滾輪組件包括水槽長度方向等距間隔設置的多個滾輪，兩組滾輪組件中的滾輪在水槽長度方向上錯位排列，線材在兩組滾輪組件之間折返并呈之字形纏繞以增加長度。上述高分子材料結晶度控制裝置將線材在兩組滾輪組件之間折返并呈之字形纏繞以增加長度，在有限空間內延長線材在水槽內停留時間，并通過擠出和結晶工藝的結合實現了材料加工過程中熱歷史的控制，提高了工藝穩定性。

技術領域

本實用新型涉及3D打印線材的擠出制造技術領域，具體而言，涉及一種高分子材料結晶度控制裝置。

背景技術

擠出加工是一種常見的熱塑性高分子加工工藝，常用于高分子型材、線材、管材等產品的生產，而高分子根據其結晶能力可分為無定形高分子和結晶型高分子兩種。其中結晶型高分子的很多性能，如耐熱性、力學性能、透氣性等，與其結晶度密切相關。結晶型高分子的結晶度一方面取決于其分子結構和材料組成，另一方面也取決于材料在加工過程中的熱歷史。

目前常見的擠出工藝并不能夠對材料熱歷史進行很好的控制。對于結晶高分子而言，這導致的結果是：最終擠出產品的結晶度通常不可控，因此導致產品的性能不穩定或達不到要求。

3D打印又稱為增材制造，是近30年來興起并快速發展的一類基于逐層材料累加原理的先進制造方法。在3D打印的七項子技術中，材料擠出式3D打印，由于其較低的設備成本、較廣的材料選擇和較好的成型件性能等優勢，近幾年來獲得了廣泛的應用。材料擠出式3D打印技術基于材料在流動態(如熔融態、溶液等)下，受壓力作用下擠出、逐層堆積并固化(如玻璃態轉變、結晶、溶劑揮發等)，從而構建3D物體。在材料擠出式3D打印中應用較為廣泛的一項技術稱為熔融堆積成型(fused deposition modeling)或熔融線材制造(fusedfilament fabrication)，其基本原理是：將熱塑性高分子的線材利用齒輪傳送到一個高溫的熱端將高分子熔融，熱端在計算機運動控制系統的控制下沿零件截面輪廓和填充軌跡運動，同時將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并與周圍的材料局部熔合；這一過程會不斷逐層重復，從而構建三維物體。高分子擠出工藝中不能夠對材料熱歷史進行很好的控制，導致擠出產品的結晶度通常不可控，最終導致產品的性能不穩定的缺陷在材料擠出式3D打印技術也存在。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種高分子材料結晶度控制裝置，線材在兩組滾輪組件之間折返并呈之字形纏繞以增加長度，實現了在有限空間內延長線材在水槽內停留時間的技術效果，提高了空間利用率。并且，通過擠出和結晶工藝的結合實現了材料加工過程中熱歷史的控制，進而提高了工藝穩定性。

本實用新型的實施例是這樣實現的：

一種高分子材料結晶度控制裝置，其包括底壁設有進水口的水槽、分別設置在水槽內兩側且沿水槽長度方向延伸的兩組滾輪組件、設置在水槽下方的水箱、兩端分別連接至水箱和水槽的水泵、支撐水槽的支架，以及安裝在支架底部四角的滑輪；

每組滾輪組件包括水槽長度方向等距間隔設置的多個滾輪，兩組滾輪組件中的滾輪在水槽長度方向上錯位排列，線材在兩組滾輪組件之間折返并呈之字形纏繞以增加長度。

進一步地,在本實用新型較佳的實施例中，上述兩組滾輪組件分別為動滾輪組件和定滾輪組件，水槽內還設置有傳動機構，動滾輪組件在傳動機構的帶動下靠近或者遠離定滾輪組件。

進一步地,在本實用新型較佳的實施例中，上述傳動機構包括平行設置的兩個X軸底座、兩端垂直連接至X軸底座上方的兩個滑軌、設置在X軸底座上方且夾在兩個滑軌之間的傳動軸組件、套設在傳動軸組件外側的同步帶、滑塊和手輪，動滾輪組件的滾輪支架一側與同步帶固定連接，另一側與同步帶分離，滑塊一側與動滾輪組件固定連接，另一側與滑軌滑動連接，手輪與兩個傳動軸組件中的一者連接。