一种聚乳酸胚材导向挤出强化设备的制作方法

本实用新型涉及一种挤出成形设备，特别涉及一种用于聚乳酸胚材导向挤出强化设备。

背景技术：

聚乳酸作为一种可降解材料，有良好的组织相容性，因此在医学用上有广泛的用途，但是常规晶型的聚乳酸因为强度和保持性低，制约了其应用。

中国专利CN101342782A公开了一种聚乳酸挤出成型的方法，将含有聚乳酸的原料与成核剂混合物在挤出成型机中初步成型，获得半成品，然后将半成品再次加热获取初成型品，后将初成型品冷却至玻璃化转变温度以下，通过再结晶过程形成稳定的结构以提高产品耐热性，但是使用这种方法制备的聚乳酸型材仍然存在强度不足的缺陷。

另外在制造高分子材料的通常会采用注塑成型的方法，但高分子材料的物理化学性质的不同，生产参数也不同，需要对注塑设备进行改造，以解决注塑过程中发生堵塞、原料受力不均匀等问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种聚乳酸胚材导向挤出强化设备，通过增加导向装置解决聚乳酸在强化过程中发生堵塞、原料受力不均匀等问题。

一种聚乳酸胚材导向挤出强化设备，包括导向模块，一控模块和二控模块，导向模块设置在一控模块上方，二控模块设置在一控模块下方，导向模块的底部设有挤出顶杆；

一控模块包括一控模芯固定板、一控模芯和胚材输送器，一控模芯固定板上设有一控模芯固定孔，一控模芯安装在一控模芯固定孔中；

二控模块包括二控模芯固定板和二控模芯，二控模芯固定板上设有二控模芯固定孔，二控模芯安装在二控模芯固定孔中；

一控模芯中设有圆柱形的胚材加热模腔，二控模芯中设有型材成型模腔，胚材输送器上设有胚材孔；

挤出顶杆与加热模腔、成型模腔同轴设置；

一控模芯中还设有胚材输送通道，胚材输送通道垂直于胚材加热模腔，且胚材输送通道与胚材加热模腔连通；所述输送通道内设有导向装置，所述导向装置与输送通道内壁的距离为0.5mm-2mm；

优选的，所述导向装置朝向成型模腔的端部与所述圆台模腔相匹配。

优选的，所述导向装置的截面为六边形。

进一步的，所述导向装置朝向成型模腔的端部为圆台状，所述圆台上底面的直径与圆台模腔下底面的直径之比的范围是9:2-9:4。

进一步的，所述圆台的母线与圆台的中心轴夹角范围为12.5°-32.5°。

优选的，所述二控模块还包括棒材限位杆和限位杆垫板，棒材限位杆设置在型材成型模腔的底部，限位杆垫板设置在二控模芯固定板的底部，棒材限位杆与二控模芯同轴设置。

优选的，所述圆台模腔中，圆台的母线与圆台的中心轴夹角范围为18°-25°；胚材从圆台模腔进入圆柱模腔时，横截面积逐渐变小，产生取向效应，增强最终型材的抗拉强度。

优选的，胚材孔包括胚材孔主体和胚材孔头部，胚材孔头部为圆台结构，胚材孔头部的上底面的直径大于其下底面的直径，胚材孔主体为圆柱体结构，胚材孔头部的下底面的直径与胚材孔主体的直径相同，方便将胚材放入胚材孔。

优选的，胚材加热模腔和胚材孔主体的直径相同，方便挤出顶杆将胚材从胚材孔挤入胚材加热模腔。

优选的，胚材孔每次输送的聚乳酸胚材用于成形一个产品，采用一颗胚材生产一支棒材更能合理控制强化过程的条件，以解决一个胚材生产多支棒材造成的胚材预热时间及受力程度不一的问题。

优选的，圆台模腔上底面的直径范围为6mm-18mm，圆台模腔下底面的直径范围为2mm-8mm。

优选的，圆台模腔上底面的直径为18mm，圆台模腔下底面的直径范围为6mm-8mm。

优选的，圆台模腔上底面的直径为12mm，圆台模腔下底面的直径范围为4mm-4.5mm。

优选的，圆台模腔上底面的直径为6mm，圆台模腔下底面的直径范围为2mm。

优选的，胚材输送器包括辅助挤出棒，当挤出顶杆的行程有限制，不足以将胚材完全挤出时，挤出顶杆下压辅助挤出棒，辅助挤出棒将聚乳酸胚材挤入型材成型模腔。

优选的，二控模芯包括主体和肩部，肩部的横截面大于主体的横截面，二控模芯固定孔的顶部设有台阶，二控模芯的肩部卡在二控模芯固定孔的台阶上，二控模芯的肩部的高度大于或等于二控模芯固定孔的台阶的高度，保证一控模芯能够紧贴在二控模芯上，避免聚乳酸胚材被挤入一控模芯和二控模芯之间的间隙；二控模芯高度小于二控模芯固定孔的高度，保证二控模芯下方悬空，留有用于设置棒材限位杆和限位杆垫板的空间。

一控模芯固定板上设有一控导向孔和缓冲弹簧孔，缓冲弹簧孔的下端封闭，二控模芯固定板设有二控导向孔，一控导向孔、二控导向孔的数量与模具导向柱的数量相同，且位置对应；一控导向孔中设有导套，导套的内径小于二控导向孔的直径。

使用本实用新型公开的聚乳酸胚材挤出强化设备，可以将初步成型的聚乳酸胚材进行强化，通过应力作用实现取向结构，增强最终型材的强度，可制造出弯曲强度达到310MPa的聚乳酸型材；并对挤压设备进行改进，解决了挤压成形过程中发生堵塞、受力不均、成品性能不均匀等问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型结构分解示意图；

图3为一控模芯示意图；

图4为本实用新型进行输送时的剖视图；

图5为二控模芯剖视图；

图6为导向装置剖视放大图之一；

图7为导向装置剖视放大图之二。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种聚乳酸胚材导向挤出强化设备，包括导向模块1，一控模块2和二控模块3，导向模块1设置在一控模块2上方，二控模块3设置在一控模块2下方，导向模块1包括模具垫板11，模具垫板11的底部设有支撑弹簧12、模具导向柱13和挤出顶杆16，挤出顶杆16通过顶杆压板15固定在导向模块1的下方；

一控模块2包括一控模芯固定板25、一控模芯24、胚材输送器22、限位拉杆21和挤出辅助棒23，一控模芯固定板25上设有一控模芯固定孔，一控模芯24安装在一控模芯固定孔中，胚材输送器上设有胚材孔；

二控模块3包括二控模芯固定板33和二控模芯31，二控模芯固定板33上设有二控模芯固定孔，二控模芯31安装在二控模芯固定孔中；

如图3至图5所示，一控模芯24中设有圆柱形的胚材加热模腔241，二控模芯中设有型材成型模腔311；

挤出顶杆16与加热模腔241、成型模腔311同轴设置；

一控模芯24中还设有胚材输送通道242，胚材输送通道242垂直于胚材加热模腔241，且胚材输送通道242与胚材加热模腔241连通；所述输送通道内设有导向装置4，导向装置4的设置是为了加强胚材在形成胚材时的取向作用，因此导向装置的位置根据实际输送通道内发生取向作用的位置相关，在本实用新型的一个实施例中，导向装置与输送通道内壁的距离为0.5mm-2mm；

在本实用新型的一个实施例中，所述导向装置4朝向成型模腔311的端部与所述圆台模腔相匹配。

在本实用新型的一个实施例中，所述导向装置4朝向成型模腔311的端部为圆台状，所述圆台上底面的直径与圆台模腔下底面的直径之比的范围是9:2-9:4。

为了保证胚材在输送通道内的发生取向效应和输送通道不发生堵塞，所述圆台的母线与圆台的中心轴夹角范围为12.5°-32.5°。

更进一步，在本实用新型的另一个实施例中，所述导向装置的截面为六边形，胚材在经过导向装置的两个方向上的取向，可以提高型材的强度。如图7所示，在本实用新型的另一个实施例中，所述六边形由共底的两个梯形组成，胚材在经过强化后，型材的强度得到了提高和受力也更加均匀、形状更加稳定。

加工时，将待加工的聚乳酸胚材设置在胚材孔中，胚材输送器22通过胚材输送通道242进入一控模芯24，将聚乳酸胚材送至挤出顶杆16的下方，挤出顶杆16将聚乳酸胚材下压至胚材加热模腔241中，一控模芯24对聚乳酸胚材进行加热，然后挤出顶杆16退出胚材孔，胚材输送器退出一控模芯固定板25，再将挤出辅助棒23设置在胚材孔中，胚材输送器22将挤出辅助棒23送至挤出顶杆16下方，挤出顶杆16下压挤出辅助棒23，将聚乳酸胚材挤入二控模芯31的型材成型模腔311进行成形加工。

在本实用新型的一个实施例中，胚材孔包括胚材孔主体和胚材孔头部，胚材孔头部为圆台结构，胚材孔头部的上底面的直径大于其下底面的直径，胚材孔主体为圆柱体结构，胚材孔头部的下底面的直径与胚材孔主体的直径相同，方便将胚材放入胚材孔；

胚材加热模腔241和胚材孔主体的直径相同，方便挤出顶杆16将胚材从胚材孔挤入胚材加热模腔241。

型材成型模腔311包括圆柱模腔311b和与圆柱模腔的顶部相通的圆台模腔311a，圆台模腔311a的下底面的直径与圆柱模腔311b的直径相同，圆台模腔311a的上底面的直径与胚材加热模腔241的直径相同；圆台模腔上底面的直径与圆台模腔下底面的直径之比的范围是9:2-9:4；挤出顶杆将胚材挤入型材成型模腔311，在压力的作用下，胚材的长度增加，横截面积变小，胚材的形变使胚材产生取向效应，增强最终形成的型材强度。

圆台模腔311a中，圆台的母线与圆台的中心轴夹角范围为12.5°-32.5°；胚材从圆台模腔进入圆柱模腔时，横截面积逐渐变小，产生取向效应，增强最终型材的抗拉强度。

在本实用新型的一个实施例中，二控模块还包括棒材限位杆32和限位杆垫板34，棒材限位杆设置在型材成型模腔的底部，限位杆垫板设置在二控模芯固定板的底部，与二控模芯同轴设置，棒材限位杆的直径小于圆柱模腔的直径。设置棒材限位杆，更方便聚乳酸成形后，型材脱模。

在本实用新型的一个实施例中，胚材孔每次输送的聚乳酸胚材用于成形一个产品，采用一颗胚材生产一支棒材更能合理控制强化过程的条件，以解决一个胚材生产多支棒材造成的胚材预热时间及受力程度不一的问题。

在本实用新型的一个实施例中，圆台模腔上底面的直径范围为6mm-18mm，圆台模腔下底面的直径范围为2mm-8mm。

在本实用新型的一个实施例中，圆台模腔上底面的直径为18mm，圆台模腔下底面的直径范围为6mm-8mm。

在本实用新型的一个实施例中，圆台模腔上底面的直径为12mm，圆台模腔下底面的直径范围为4mm-4.5mm。

在本实用新型的一个实施例中，圆台模腔上底面的直径为6mm，圆台模腔下底面的直径范围为2mm。

在本实用新型的一个实施例中，首先将直径12mm的胚材从胚材输送器中挤入胚材加热模腔进行加热，加热温度设置为160℃，加热完成后将预热至120℃的二控模芯放入二控模芯固定板，挤出顶杆下压，将胚材挤入型材成型模腔，型材成型模腔的圆柱模腔直径为4mm。挤压完成后，取出二控模芯冷却，冷却完成后脱模。

在本实用新型的一个实施例中，二控模芯包括主体和肩部，肩部的横截面大于主体的横截面，二控模芯固定孔的顶部设有台阶，二控模芯的肩部卡在二控模芯固定孔的台阶上，二控模芯的肩部的高度大于或等于二控模芯固定孔的台阶的高度，保证一控模芯能够紧贴在二控模芯上，避免聚乳酸胚材被挤入一控模芯和二控模芯之间的间隙，二控模芯高度小于二控模芯固定孔的高度；并保证二控模芯下方悬空，留有用于设置棒材限位杆和限位杆垫板的空间。

一控模芯固定板上设有一控导向孔和缓冲弹簧孔，缓冲弹簧孔的下端封闭，二控模芯固定板设有二控导向孔，一控导向孔、二控导向孔的数量与模具导向柱的数量相同，且位置对应；一控导向孔中设有导套14，导套14的内径小于二控导向孔的直径。

在本实用新型的一个实施例中，最终获取的聚乳酸型材用于制备医学用骨螺钉。

使用本实用新型公开的聚乳酸胚材挤出强化设备，可以将初步成型的聚乳酸胚材进行强化，通过应力作用实现取向结构，增强最终型材的强度，可制造出弯曲强度达到310MPa的聚乳酸型材；并对挤压设备进行改进，解决了挤压成形过程中发生堵塞、受力不均、成品性能不均匀等问题。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。