[发明专利]一种聚合物连续热压印成型设备

说明书

本发明公开了一种聚合物连续热压印成型设备，包括1、径向压印组件，2、压印辊组件，3、摆架及其传动组件4、机架支撑组件。压印过程中，摆架及其传动组件3与压印辊组件2同速转动，同时径向压印组件1与压印辊组件2之间实现压印，压印结束后，摆架及其传动组件3急回至初始位置，完成一次循环。本设备将挤出成型和聚合物微结构平板热压印成型结合，设计出“曲面对曲面”挤出热压印微结构成型实验设备，实现一步法连续挤出热压印聚合物表面微结构成型设备，解决了聚合物热压印过程中压印时间短，保压时间不足等问题，实现了连续化生产，生产效率高，无需反复加热冷却模具，能耗低、缺陷减少。

技术领域

本发明涉及一种聚合物加工设备，尤其是一种连续热压印成型设备，用于生产表面具有微纳结构的成型片材。

背景技术

聚合物热压印成型技术是一种可以大量生产微结构产品的成型技术。微热压印技术的研究离不开压印设备，新型压印设备的研究开发对此项技术的发展起着重要的推动作用。目前，能够实现连续性热压印的设备大多都是辊筒压印设备，如文章编号为1001-9456(2011)05-0113-03中所介绍的一种聚合物辊轮压印成型设备。该类设备具有生产效率高，成型面积大等优点，但存在着压印时间短、保压时间不足的问题；而现有的微结构平板热压印设备，如文章编号为1001-9456(2015)01-0083-04中所介绍的一种聚合物平板热压印成型的方法，虽然具有复制精度高的优点，但还无法实现连续化生产，生产效率低，需反复加热冷却模具，能耗高。

发明内容

为同步解决聚合物热压印过程中压印时间短，保压时间不足，或有些设备无法实现连续化生产，生产效率低，需反复加热冷却模具，能耗高等缺陷或不足，本设备将挤出成型和聚合物微结构平板热压印成型结合，设计出“曲面对曲面”挤出热压印微结构成型实验设备，实现一步法连续挤出热压印聚合物表面微结构成型设备。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种连续热压印成型设备，包括径向压印组件、压印辊组件、摆架及其传动组件以及机架支撑组件。径向压印组件与压印辊组件配合为连续热压印成型设备提供径向压印功能；压印辊组件为所压材料提供支撑、保压、保温及冷却功能；摆架及其传动组件为径向压印组件提供周向运动及支撑的作用；机架支撑组件为连续热压印成型设备提供整体支撑以及对压印辊组件中压印辊之间的距离提供调节作用；摆架及其传动组件为径向压印组件提供周向运动的动力；机架支撑组件为设备整体提供支撑作用。本设备在工作过程中可分为四个步骤，可分为：压印进程准备阶段、压印进程阶段、压印回程准备阶段、压印回程阶段。当设备处于压印进程准备阶段时，由挤出机挤出的处于类固态的条状(片状)物料进入设备，径向压印组件与摆架及其传动组件到达指定工作位置；当设备处于压印进程阶段时，摆架及其传动组件带动径向压印组件随压印辊同角速度转动，同时径向压印组件与压印辊组件配合完成压印、保压工作，冷却工作在压印辊组件中完成；当设备处于压印回程准备阶段时，压印辊仍以之前的角速度运行，径向压印组件中上模板向径向打开，此时摆架及其传动组件带动径向压印组件减速至角速度为零，为摆架回程做好准备；当设备处于压印回程阶段时，摆架及其传动组件带动径向压印组件急回到初始工作位置，为下一次压印循环做准备。从而实现一步法连续挤出热压印聚合物表面微结构成型。

所述的径向压印组件包括径向压印伺服电机、径向压印减速器、径向压印升降机、径向压印丝杠套以及径向压印弧形模具；径向压印升降机拟选用SJ系列涡轮丝杆升降机，这种系列升降机具有结构紧凑、体积小、精度高、安装方便，有些公司采用紧凑的铝齿轮箱体，使得升降机重量减轻。径向压印升降机通过螺栓固定在摆架上，由径向压印伺服电机与径向压印减速器相配合带动；摆架上端面打通孔，使得升降机中滚珠丝杆带动螺母可以通过螺栓与径向压印弧形模具相连；径向压印丝杠套一端接近于摆架，一端与径向压印弧形模具相连，起到径向压印弧形模具定位、保持丝杆清洁等作用；径向压印伺服电机带动径向压印升降机的输入轴，将动力转换为螺母沿滚珠丝杆轴线方向的运动，又由于螺母与径向压印弧形模具相连，弧形模具内置加热孔，可配备加热棒，从而实现弧形模具在压印辊径向的压印任务。