本發(fā)明專利技術(shù)涉及發(fā)明專利技術(shù)高分子材料異型材單螺桿擠出機(jī)筒成型法及設(shè)備，按以下步驟順序進(jìn)行：高分子材料從進(jìn)料座進(jìn)料，螺桿靜止，高分子原料隨螺槽方向前行，高分子原料逐漸被壓實(shí)，在螺桿壓實(shí)段，對應(yīng)動力機(jī)筒的內(nèi)壁上開有溝槽，在該段將產(chǎn)生足夠的擠出壓力，當(dāng)高分子原料到達(dá)螺桿端面時，螺棱線逐漸變?yōu)橹本€，使高分子原料進(jìn)入異型材成型區(qū)時做直線運(yùn)動，高分子原料在異型材成型芯棒和異型材成型外模間型腔從螺桿端面處的扇形逐漸過渡到所對應(yīng)異型材的形狀，從而實(shí)現(xiàn)異型材的成型過程。本發(fā)明專利技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明專利技術(shù)可實(shí)現(xiàn)流動動差甚至沒有流動性這類高分子材料或復(fù)合材料采用單螺桿連續(xù)成型異型材；本發(fā)明專利技術(shù)所成型得到的高分子材料異型材可保持原料的物理性能。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種連續(xù)高效的高分子材料異型材單螺桿擠出機(jī)筒成型法及設(shè)備，該方法能成型流動性差高分子材料和熱固性塑料異型材。
技術(shù)介紹
目前高分子材料異型材的成型方法主要有采用普通單(雙)螺桿擠出機(jī)結(jié)合異型材機(jī)頭來成型異型材和對高分子塊狀胚料進(jìn)行機(jī)械加工等方法而獲得。對成型過程中具有一定流動性的高分子材料異型材的成型，一般采用單(雙)螺桿擠出機(jī)結(jié)合異型材機(jī)頭來成型，該成型方法成熟、成型效率高，得到廣泛應(yīng)用。對于熱固性塑料和成型流動性差這類高分子材料，如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和聚四氟乙烯(PTFE)等異型材的成型方法，采用模壓方法或者先采用模壓方法現(xiàn)成型材(棒、塊等)后，再通過機(jī)械加工的方法而獲得所需異型材，該方法成型過程不連續(xù)，材料浪費(fèi)嚴(yán)重，生產(chǎn)效率低，同時由于成型時間長，材料局部的溫度過高，有可能導(dǎo)致材料降解而影響產(chǎn)品的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種針對熱固性塑料和成型流動性差的高分子材料異型材單螺桿擠出機(jī)筒成型法及設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)對熱固性塑料和成型流動性差的高分子材料連續(xù)、高效成型和節(jié)約材料。本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高分子材料異型材單螺桿擠出機(jī)筒成型設(shè)備，其特征在于包括有螺桿、進(jìn)料座、動力機(jī)筒、軸承、軸承座、異型材成型芯棒和異型材成型外模，其中，動力機(jī)筒的兩端和軸承相聯(lián)接，軸承安放在軸承座和進(jìn)料座中，在外在動力的作用下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；螺桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中一端固定在；異型材成型芯棒與螺桿端面通過螺紋連接，異型材成型外模通過法蘭與軸承座聯(lián)接；所述的螺桿結(jié)構(gòu)分為進(jìn)料壓縮段，進(jìn)料壓縮段的結(jié)構(gòu)為等螺距變螺槽深度、變螺距變螺槽深度或變螺距等螺槽深度，螺桿的幾何壓縮比逐漸達(dá)到高分子原料的物理壓縮比，確保原料在該段被壓實(shí)；壓實(shí)段螺桿的幾何壓縮比不小于高分子原料的物理壓縮比；螺棱線直線段在接近螺桿的端面，螺棱線過度到平行于螺桿方向的直線，確保物料作直線運(yùn)動。對于具有一個或者多個螺棱的螺桿，其具有相同的螺槽數(shù)量，此時，原料為各自獨(dú)立扇形且沿著各自的獨(dú)立螺槽運(yùn)動。對于單螺頭螺桿，原料到達(dá)螺桿端面時呈一個獨(dú)立扇形面，沿一個獨(dú)立螺槽運(yùn)動；對雙螺頭螺桿原料到達(dá)螺桿端面時呈兩個獨(dú)立扇形面，沿兩個獨(dú)立螺槽運(yùn)動；對三螺頭螺桿原料到達(dá)螺桿端面時呈三個獨(dú)立扇形面，沿三個獨(dú)立螺槽運(yùn)動。依次類推。按上述方案，所述的動力機(jī)筒的內(nèi)壁上開有溝槽，與螺桿的壓實(shí)段相對應(yīng)，確保動力機(jī)筒能產(chǎn)生足夠的擠出壓力。按上述方案，所述的異型材成型外模裝有加熱器。當(dāng)被壓實(shí)的原料沿各自的螺槽進(jìn)入異型材成型區(qū)時，異型材成型芯棒和異材成型外模間型腔從螺桿端面處的各自獨(dú)立扇形逐漸過渡到異型材的形狀，并在口模處匯合，從而實(shí)現(xiàn)異型材的成型過程。其后，在加熱器加熱和物料運(yùn)行過程摩擦熱的共同作用，高分子材料異型材實(shí)現(xiàn)塑化。高分子材料棒材單螺桿擠出機(jī)筒成型方法，其特征在于按以下步驟順序進(jìn)行高分子材料從進(jìn)料座進(jìn)料，螺桿靜止，在動力機(jī)筒的旋轉(zhuǎn)的摩擦拖曳的作用下，高分子原料隨螺槽方向前行，高分子原料逐漸被壓實(shí)，在螺桿壓實(shí)段，對應(yīng)動力機(jī)筒的內(nèi)壁上開有溝槽，在該段將產(chǎn)生足夠的擠出壓力，當(dāng)高分子原料到達(dá)螺桿端面時，螺棱線逐漸變?yōu)橹本€，使高分子原料進(jìn)入異型材成型區(qū)時做直線運(yùn)動，高分子原料在異型材成型芯棒和異型材成型外模間型腔從螺桿端面處的扇形逐漸過渡到所對應(yīng)異型材的形狀，從而實(shí)現(xiàn)異型材的成型過程，其后，在加熱器加熱和物料運(yùn)行過程摩擦熱的共同作用，高分子材料異型材實(shí)現(xiàn)塑化；最后通過牽引裝置、計量裝置和切割裝置共同協(xié)調(diào)工作下，實(shí)現(xiàn)高分子材料異型材的連續(xù)成型。本專利技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)點(diǎn) (1)該專利技術(shù)專利不同于傳統(tǒng)單(雙)螺桿成型高分子異型材具有不同的成型工藝 本專利技術(shù)專利具有獨(dú)特的成型工藝，其成型工藝物料從進(jìn)料座進(jìn)料一逐漸壓實(shí)一完全壓實(shí)態(tài)一形成異型材型胚一塑化一冷卻精密定型一牽引、切割、堆放等過程。普通單螺桿成型高分子材料異型材的成型工藝物料從進(jìn)料座進(jìn)料一逐漸壓實(shí)一完全壓實(shí)態(tài)一塑化一通過機(jī)頭形成異型材型胚一冷卻精密定型一牽引、切割、堆放等過程。本專利技術(shù)專利工序中異型材型胚成型在前而塑化在后，而傳統(tǒng)成型工序是先實(shí)現(xiàn)高分子原料的塑化，再在機(jī)頭中實(shí)現(xiàn)異型材成型； (2)本專利技術(shù)專利可實(shí)現(xiàn)流動動差甚至沒有流動性這類高分子材料或復(fù)合材料采用單螺桿連續(xù)成型異型材 本專利技術(shù)專利先形成異型材型胚然后塑化，這種成型工藝確保成型過程于物料的流動性沒有必然關(guān)系，即使流動性很差甚至沒有流動性高分子材料也能成型，成型過程連續(xù)，成型速度是模壓燒結(jié)方法的10倍以上； (3)本專利技術(shù)所成型得到的高分子材料異型材可保持原料的物理性能 在進(jìn)行高分子材料異型材成型時，對流動性差的高分子原料不需要進(jìn)行工藝改性來提高原料的流動性，同時成型溫度低于原料分解溫度，則成型的高分子材料異型材將完好的保留原料的性能，表I為采用本專利技術(shù)專利技術(shù)成型流動性很差的純超高分子量聚乙烯異型材，結(jié)果顯示本專利技術(shù)專利技術(shù)所生產(chǎn)的純超高分子量聚乙烯異型材完全保留了超高分子量聚乙烯原有的優(yōu)異性能。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的成型設(shè)備結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖1的A-A剖視 圖3為本專利技術(shù)的螺桿結(jié)構(gòu)簡 圖4為典型異型材截面圖及對應(yīng)螺桿端面圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的描述，但是不會構(gòu)成對本專利技術(shù)的限制。如圖1-3，本專利技術(shù)的成型設(shè)備主要包括高分子材料異型材單螺桿擠出機(jī)筒成型設(shè)備，包括有螺桿1、進(jìn)料座2、動力機(jī)筒3、軸承4、軸承座5、異型材成型芯棒6和異型材成型外模7，其中，動力機(jī)筒的兩端和軸承相聯(lián)接，軸承安放在軸承座和進(jìn)料座中，在外在動力的作用下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；螺桿處于靜止?fàn)顟B(tài)；所述的異型材成型外模裝有加熱器8，異型材成型芯棒與螺桿端面通過螺紋連接，異型材成型外模通過法蘭與軸承座聯(lián)接；所述的螺桿結(jié)構(gòu)分為進(jìn)料壓縮段9，進(jìn)料壓縮段的結(jié)構(gòu)為等螺距變螺槽深度、變螺距變螺槽深度或變螺距等螺槽深度，螺桿的幾何壓縮比逐漸達(dá)到高分子原料的物理壓縮比，確保原料在該段被壓實(shí)；壓實(shí)段10 :螺桿的幾何壓縮比不小于高分子原料的物理壓縮比；螺棱線直線段12 在接近螺桿的端面13，螺棱線過度到平行于螺桿方向的直線，確保物料作直線運(yùn)動。所述的動力機(jī)筒的內(nèi)壁上開有溝槽，與螺桿的壓實(shí)段相對應(yīng)，確保動力機(jī)筒能產(chǎn)生足夠的擠出壓力。高分子材料異型材單螺桿擠出成型機(jī)筒成型法需要的動力裝置、傳動裝置、溫度控制系統(tǒng)都可采用現(xiàn)有單螺桿擠出機(jī)相同設(shè)備及技術(shù)，牽引裝置、計量裝置和切割裝置采用現(xiàn)有常規(guī)裝備。高分子材料異型材單螺桿擠出成型機(jī)筒成型法，其特征在于按以下步驟順序進(jìn)行高分子材料從進(jìn)料座進(jìn)料，螺桿靜止，在動力機(jī)筒旋轉(zhuǎn)的摩擦拖曳的作用下，高分子原料隨螺槽方向前行，高分子原料逐漸被壓實(shí)，在螺桿壓實(shí)段，對應(yīng)動力機(jī)筒的內(nèi)壁上開有溝槽，在該段將產(chǎn)生足夠的擠出壓力，當(dāng)高分子原料到達(dá)螺桿端面時，螺棱線逐漸變?yōu)橹本€，使高分子原料進(jìn)入異型材成型區(qū)11時做直線運(yùn)動，此時的原料的形狀是各自獨(dú)立的扇形，在擠出壓力的作用下高分子原料進(jìn)入到異型材成型芯棒和異型材成型外模間型腔，從螺桿端面處的扇形，其后成型型腔逐步過渡到所對應(yīng)異型材的幾何結(jié)構(gòu)，并在口模處匯合，形成對應(yīng)異型材的形狀，從而實(shí)現(xiàn)異型材的成型過程。如圖4所示，根據(jù)不同異型材的幾何結(jié)構(gòu)特征，采用不同的螺棱數(shù)目的螺桿，螺棱本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
高分子材料異型材單螺桿擠出機(jī)筒成型設(shè)備，其特征在于包括有螺桿（1）、進(jìn)料座（2）、動力機(jī)筒（3）、軸承（4）、軸承座（5）、異型材成型芯棒（6）和異型材成型外模（7），其中，動力機(jī)筒的兩端和軸承相聯(lián)接，軸承安放在軸承座和進(jìn)料座中，在外在動力的作用下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；螺桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中一端固定在；異型材成型芯棒與螺桿端面通過螺紋連接，異型材成型外模通過法蘭與軸承座聯(lián)接；所述的螺桿結(jié)構(gòu)分為：進(jìn)料壓縮段（9），進(jìn)料壓縮段的結(jié)構(gòu)為：等螺距變螺槽深度、變螺距變螺槽深度或變螺距等螺槽深度，螺桿的幾何壓縮比逐漸達(dá)到高分子原料的物理壓縮比，確保原料在該段被壓實(shí)；壓實(shí)段（10）：螺桿的幾何壓縮比不小于高分子原料的物理壓縮比；螺棱線直線段（12）：在接近螺桿的端面（13），螺棱線過度到平行于螺桿方向的直線，確保物料作直線運(yùn)動。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：秦建華，吳元欣，于傳浩，石大立，
申請(專利權(quán))人：武漢工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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