[發明專利]一種感應加熱與超聲振動復合的木塑粉末擠壓成型方法

在審

• 申請號: 202210355243.1
• 申請日: 2022-04-02
• 公開（公告）號: CN114851429A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 陳超;叢鑫月;張慧婧;李涵;邢匯鑫
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: B29B13/02
• 分類號: B29B13/02;B29B13/08;B29C43/52;B29C43/56;B29C43/58
• 代理公司: 北京京專專利代理事務所(普通合伙) 11908
• 代理人: 方明

本發明公開了一種感應加熱與超聲振動復合的木塑粉末擠壓成型方法，基于擠壓成型裝置實現，擠壓成型裝置包括超聲波發生器、空氣壓縮機、超聲波輸出線、空氣壓縮機氣管、安裝架、氣缸安裝架、氣動滑臺氣缸、超聲輸出裝置安裝架、超聲輸出裝置、料筒、感應線圈、料筒底座、感應加熱機、工作臺。本發明通過感應加熱裝置對木塑粉末進行加熱熔融，通過超聲振動聲空化聲流影響熔融狀態下的木塑粉末的凝固過程，干預結晶以達到細化晶粒、促進成分均勻化的作用，可提高木塑粉末的成型質量，將感應加熱與超聲這兩種方法復合在一起，使粉末升溫速度加快，溫度控制精準，凝固速率提高，有效節約電能，提高能源的利用率，同時提高木塑復合材料成型的生產效率。

技術領域

本發明屬于木塑復合材料成型領域，特別是涉及一種感應加熱與超聲振動復合的木塑粉末擠壓成型方法。

背景技術

木塑復合材料是由木纖維與熱塑性材料復合而成的綠色環保材料，木塑復合材料的性能與不同的成型工藝之間有較大的關系。現有技術中機器對物料混合分散性能較差，在成型過程中需對木塑粉末進行加熱熔融，加熱溫度與木塑粉末混合是否均勻化對最終的材料成型質量起著關鍵作用。因此如何能夠改善木塑粉末成型質量值得深入研究。

感應加熱是通過電磁感應原理使電磁鐵材料制造的料筒內部產生交變電流，從而產生交變磁場，通過交變磁場產生渦流，進而利用料筒中產生的渦流對料筒進行加熱的一種加熱技術。感應加熱裝置是將電能轉化為熱能的機器，其具有加熱效率高、加熱速度快、對溫度可精確把握等優點。超聲的聲流與空化效應可引起熔融狀態下的木塑粉末上下翻滾，起到攪拌作用，促進木塑粉末混合均勻化，空化泡破裂產生的能量將粉末中較大的顆粒打碎，同時縮短了熔融狀態粉末的凝固時間，從而干預結晶以達到細化晶粒、促進成分均勻化的作用，可提高木塑粉末的成型質量。本發明將感應加熱與超聲這兩種方法復合在一起，可使粉末升溫與凝固速率提高，溫度控制更為精準，有效的節約了電能，提高了能源的利用率，同時提高了木塑復合材料成型的生產效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于如何解決現有的木塑粉末成型工藝中，如何精準控溫，升溫迅速，促進木塑粉末混合均勻化，凝固后細化晶粒等問題。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

一種感應加熱與超聲振動復合的木塑粉末擠壓成型方法，所述方法基于擠壓成型裝置實現，所述擠壓成型裝置包括超聲波發生器、空氣壓縮機、超聲波輸出線、空氣壓縮機氣管、安裝架、氣缸安裝架、氣動滑臺氣缸、超聲輸出裝置安裝架、超聲輸出裝置、料筒、感應線圈、料筒底座、感應加熱機、工作臺；所述工作臺固定在安裝架上，所述氣缸安裝架連接在安裝架上，所述氣動滑臺氣缸固定在氣缸安裝架上，所述氣動滑臺氣缸與超聲輸出裝置安裝架相連接，所述超聲輸出裝置固定在超聲輸出裝置安裝架上，所述超聲輸出裝置通過氣動滑臺氣缸進行豎直方向上的位置移動，所述料筒與料筒底座相嵌，所述料筒底座與工作臺固定連接，所述感應線圈與感應加熱機相連，所述感應加熱機內設有溫控器，所述超聲輸出裝置通過超聲波輸出線與超聲波發生器連接，所述氣動滑臺氣缸通過空氣壓縮機氣管與空氣壓縮機連接；

所述超聲輸出裝置包括超聲換能器、法蘭、超聲變幅桿、超聲工具頭，所述超聲換能器通過法蘭與超聲變幅桿相連，所述超聲變幅桿與超聲工具頭相連，所述法蘭與超聲輸出裝置安裝架相連，所述超聲換能器通過超聲波輸出線與超聲波發生器相連。

本發明提出了感應加熱與超聲振動擠壓木塑粉末成型概念，即感應線圈套在電磁鐵材料的料筒上，與料筒、超聲工具頭同軸心放置，料筒嵌入料筒底座中；在加熱木塑粉末達到熔融狀態過程中，感應加熱機內置溫控器，可精準調節所需溫度，加熱效率高且速度快，還具有加熱均勻的特點；超聲裝置可對熔融狀態下的木塑粉末通過超聲的聲空化與聲流效應改善其凝固過程，干預結晶以達到細化晶粒、促進成分均勻化的作用，可提高木塑粉末的成型質量。

優選地，所述超聲輸出裝置通過氣動滑臺氣缸進行豎直方向上的上升或下降。

優選地，所述超聲工具頭與料筒間隙配合。