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CN113289837A - 一种振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法 - Google Patents

一种振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法 Download PDF

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宋鹏飞
胡晗
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Yanshan University
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Abstract

本发明公开了一种振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法，装置包括压辊和振动装置，所述压辊包括相对设置的第一辊子和第二辊子，所述振动装置用于所述压辊对粉体板材进行挤压时，对粉体板材进行振动激励。方法包括：1)对坯料进行粉体涂层布置；2)对粉体板材进行振动辅助下粉体涂层滚压成形。利用本发明的振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法，可制备出有更高的力学性能的成形件，可减低粉体颗粒物质表面摩擦力，提高传统粉体涂层成形件的致密度，可改善粉体涂层内部密度的均匀性。

Description

一种振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法
技术领域
本发明涉及粉体涂层滚压成形技术领域，特别是涉及一种振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法。
背景技术
粉体涂层是指将聚酯树脂、丙烯酸树脂等制成粉末状，涂覆到织物、管板材等物体表面上的方法。粉体涂层广泛应用于船舶工业、兵器工业、医疗机器等零部件，对零部件材料表面进行涂层涂覆可降低材料表面磨损、腐蚀及断裂等破坏；同时在汽车、无人飞机等新能源系统也得到了广泛应用，对电池极板进行涂层涂覆可提高电池的能量密度、服役寿命以及导电能力等。从而有效提高材料的机械性质和物理性质。
滚压是粉体涂层成形技术领域的重要工艺路径，但是在粉体涂层滚压成形过程中，由于粉体材料与基材延展性不同、粉体材料内部摩擦以及粉体涂层与辊子之间的摩擦，导致成品表面出现褶皱、粉体涂层致密度低以及密度分布不均匀等问题，严重影响了成品件粉体涂层的效果和质量。
因此，如何提高现有技术成形粉体涂层的致密度以及密度一致性，成为了本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，可制备出有更高的力学性能的成形件，可减低粉体颗粒物质表面摩擦力，提高传统粉体涂层成形件的致密度，可改善粉体涂层内部密度的均匀性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种振动辅助下粉体涂层滚压成形装置，包括压辊和振动装置，所述压辊包括相对设置的第一辊子和第二辊子，所述振动装置用于所述压辊对粉体板材进行挤压时，对粉体板材进行振动激励。
优选地，所述振动装置为超声振动器或液压振动器或电磁振动器。
优选地，所述超声振动器包括超声发生器、超声波换能器、变幅杆和施振工具，所述超声发生器与所述超声波换能器配合使用，所述超声波换能器连接变幅杆，所述变幅杆底部连接所述施振工具，由所述施振工具对粉体板材进行施振。
本发明还提供了一种振动辅助下粉体涂层滚压成形方法，包括以下步骤：
1)对坯料进行粉体涂层布置：
1.1)对坯料进行切割下料，获得粉体涂布的基材；
1.2)选择粉体材料，制作浆料，对基材进行粉体涂层布置，获得粉体板材；
2)对粉体板材进行振动辅助下粉体涂层滚压成形：
2.1)采用振动装置，对粉体板材进行振动激励，以获得处于一定振频的粉体板材；
2.2)同时采用第一辊子及第二辊子在压力作用下对处于一定振频的粉体板材进行滚压；
2.3)获得具有较高致密度，表面平整的板料。
优选地，步骤1.2)中，所述粉体涂层布置采用单面布置或双面布置或间隙布置或连续布置的布置方式。
优选地，步骤2.1)中，所述振动装置采用超声振动器或液压振动器或电磁振动器。
优选地，步骤2.1)中，所述振动装置采用辊子轴向端部连接施加振动激励或在压辊中间部分径向施加振动激励或在粉体板材靠近压辊位置施加振动激励的激励方式。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
1、本发明提供的振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法，与传统的粉体涂层滚压成形方法相比，通过本发明所获得的成形件具有更高的力学性能，可改善传统粉体涂层成形件的厚度不均匀性，在振动辅助下粉体颗粒产生一定频率振动，可减低粉体颗粒物质表面摩擦力，提高传统粉体涂层成形件的致密度，可改善粉体涂层内部密度的均匀性。
2、本发明提供的振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法，在高强度振动辅助下对粉体涂层进行滚压可降低粉体涂层板料流动应力，降低辊压机负载，可缓解粉体涂层材料的延展，并且本发明提供的振动辅助下粉体涂层滚压成形方法过程简单，易于操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中振动辅助下粉体涂层滚压成形方法的工艺流程图；
图2为本发明在辊子中间部分径向施加振动激励对粉体涂层滚压成形的示意图；
图3为本发明在辊子轴向端部连接施加振动激励对粉体涂层滚压成形的示意图；
图中：S1-对坯料进行粉体涂层布置，S2-对带粉体涂层的坯料进行振动辅助下粉体涂层滚压成形，1-第一辊子、2-粉体板材、3-工具、4-第二辊子、5-变幅杆、6-超声波换能器、7-超声波发生器、8-基材。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法，以解决现有技术存在的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
本实施例中的振动辅助下粉体涂层滚压成形装置，如图1所示，包括压辊和振动装置，所述压辊包括相对设置的第一辊子和第二辊子，所述振动装置用于所述压辊对粉体板材进行挤压时，对粉体板材进行振动激励；其中，振动装置为超声振动器或液压振动器或电磁振动器；超声振动器包括超声发生器、超声波换能器、变幅杆和施振工具，所述超声发生器与所述超声波换能器配合使用，所述超声波换能器连接变幅杆，所述变幅杆底部连接所述施振工具，由所述施振工具对粉体板材进行施振。
基于上述振动辅助下粉体涂层滚压成形装置，本实施例还提供了一种振动辅助下粉体涂层滚压成形方法，如图1所示，包括以下步骤：
1)对坯料进行粉体涂层布置S1
首先，对板坯进行切割下料，获得粉体涂布的基材8；
接着，选择合适的粉体材料，制作浆料，对基材8进行粉体涂层布置，具体的本实施例中采用连续双面布置，获得粉体板材2；
2)对粉体板材进行振动辅助下粉体涂层滚压成形S2
首先，采用振动装置，本实施例中具体的振动装置采用超声振动器，由超声波发生器7将220v、50Hz的电信号转换成与超声波换能器6相匹配的超声频电震荡信号，然后由超声波换能器6将超声频电震荡信号转化为超声频机械振动信号，由变幅杆5将振动振幅放大后传给施振工具3，通过施振工具3在粉体板材2靠近压辊位置直接对粉体板材2施加超声振动激励，以获得处于一定超声振频的粉体板材2；
同时，采用第一辊子及第二辊子在压力P的作用下对处于一定超声振频的粉体板材2进行滚压；最后获得具有较高压实密度，表面平整的板料。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别在于在步骤1)中对基材8进行粉体涂层布置，布置方式选用双面间隙布置；在步骤2)中振动装置选用在辊子4中间部分径向施加振动激励(如图2所示)。
实施例3
本实施例与实施例一的区别在于在步骤1)中对基材8进行粉体涂层布置，布置方式单面连续布置；在步骤2)中振动装置选用在辊子4轴向端部连接施加振动激励(如图3所示)。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种振动辅助下粉体涂层滚压成形装置，其特征在于：包括压辊和振动装置，所述压辊包括相对设置的第一辊子和第二辊子，所述振动装置用于所述压辊对粉体板材进行挤压时，对粉体板材进行振动激励。
2.根据权利要求1所述的振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法，其特征在于：所述振动装置为超声振动器或液压振动器或电磁振动器。
3.根据权利要求1所述的振动辅助下粉体涂层滚压成形装置及方法，其特征在于：所述超声振动器包括超声发生器、超声波换能器、变幅杆和施振工具，所述超声发生器与所述超声波换能器配合使用，所述超声波换能器连接变幅杆，所述变幅杆底部连接所述施振工具，由所述施振工具对粉体板材进行施振。
4.一种振动辅助下粉体涂层滚压成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对坯料进行粉体涂层布置：
1.1)对坯料进行切割下料，获得粉体涂布的基材；
1.2)选择粉体材料，制作浆料，对基材进行粉体涂层布置，获得粉体板材；
2)对粉体板材进行振动辅助下粉体涂层滚压成形：
2.1)采用振动装置，对粉体板材进行振动激励，以获得处于一定振频的粉体板材；
2.2)同时采用第一辊子及第二辊子在压力作用下对处于一定振频的粉体板材进行滚压；
2.3)获得具有较高致密度，表面平整的板料。
5.根据权利要求4所述的振动辅助下粉体涂层滚压成形方法，其特征在于：所述粉体涂层布置采用单面布置或双面布置或间隙布置或连续布置的布置方式。
6.根据权利要求4所述的振动辅助下粉体涂层滚压成形方法，其特征在于：步骤2.1)中，所述振动装置采用超声振动器或液压振动器或电磁振动器。
7.根据权利要求4所述的振动辅助下粉体涂层滚压成形方法，其特征在于：步骤2.1)中，所述振动装置采用辊子轴向端部连接施加振动激励或在压辊中间部分径向施加振动激励或在粉体板材靠近压辊位置施加振动激励的激励方式。
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