一种感应加热与超声振动复合的木塑粉末挤压成型方法

1.本发明属于木塑复合材料成型领域，特别是涉及一种感应加热与超声振动复合的木塑粉末挤压成型方法。


背景技术：

2.木塑复合材料是由木纤维与热塑性材料复合而成的绿色环保材料，木塑复合材料的性能与不同的成型工艺之间有较大的关系。现有技术中机器对物料混合分散性能较差，在成型过程中需对木塑粉末进行加热熔融，加热温度与木塑粉末混合是否均匀化对最终的材料成型质量起着关键作用。因此如何能够改善木塑粉末成型质量值得深入研究。
3.感应加热是通过电磁感应原理使电磁铁材料制造的料筒内部产生交变电流，从而产生交变磁场，通过交变磁场产生涡流，进而利用料筒中产生的涡流对料筒进行加热的一种加热技术。感应加热装置是将电能转化为热能的机器，其具有加热效率高、加热速度快、对温度可精确把握等优点。超声的声流与空化效应可引起熔融状态下的木塑粉末上下翻滚，起到搅拌作用，促进木塑粉末混合均匀化，空化泡破裂产生的能量将粉末中较大的颗粒打碎，同时缩短了熔融状态粉末的凝固时间，从而干预结晶以达到细化晶粒、促进成分均匀化的作用，可提高木塑粉末的成型质量。本发明将感应加热与超声这两种方法复合在一起，可使粉末升温与凝固速率提高，温度控制更为精准，有效的节约了电能，提高了能源的利用率，同时提高了木塑复合材料成型的生产效率。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有的木塑粉末成型工艺中，如何精准控温，升温迅速，促进木塑粉末混合均匀化，凝固后细化晶粒等问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
6.一种感应加热与超声振动复合的木塑粉末挤压成型方法，所述方法基于挤压成型装置实现，所述挤压成型装置包括超声波发生器、空气压缩机、超声波输出线、空气压缩机气管、安装架、气缸安装架、气动滑台气缸、超声输出装置安装架、超声输出装置、料筒、感应线圈、料筒底座、感应加热机、工作台；所述工作台固定在安装架上，所述气缸安装架连接在安装架上，所述气动滑台气缸固定在气缸安装架上，所述气动滑台气缸与超声输出装置安装架相连接，所述超声输出装置固定在超声输出装置安装架上，所述超声输出装置通过气动滑台气缸进行竖直方向上的位置移动，所述料筒与料筒底座相嵌，所述料筒底座与工作台固定连接，所述感应线圈与感应加热机相连，所述感应加热机内设有温控器，所述超声输出装置通过超声波输出线与超声波发生器连接，所述气动滑台气缸通过空气压缩机气管与空气压缩机连接；
7.所述超声输出装置包括超声换能器、法兰、超声变幅杆、超声工具头，所述超声换能器通过法兰与超声变幅杆相连，所述超声变幅杆与超声工具头相连，所述法兰与超声输出装置安装架相连，所述超声换能器通过超声波输出线与超声波发生器相连。
8.本发明提出了感应加热与超声振动挤压木塑粉末成型概念，即感应线圈套在电磁铁材料的料筒上，与料筒、超声工具头同轴心放置，料筒嵌入料筒底座中；在加热木塑粉末达到熔融状态过程中，感应加热机内置温控器，可精准调节所需温度，加热效率高且速度快，还具有加热均匀的特点；超声装置可对熔融状态下的木塑粉末通过超声的声空化与声流效应改善其凝固过程，干预结晶以达到细化晶粒、促进成分均匀化的作用，可提高木塑粉末的成型质量。
9.优选地，所述超声输出装置通过气动滑台气缸进行竖直方向上的上升或下降。
10.优选地，所述超声工具头与料筒间隙配合。
11.优选地，所述料筒通过嵌入到料筒底座中来进行固定。
12.优选地，所述料筒与感应线圈同轴心设置。
13.优选地，所述料筒的材质为电磁铁材料。
14.优选地，所述料筒底座通过螺钉固定在工作台上。
15.一种感应加热与超声振动复合的木塑粉末挤压成型方法，包括以下步骤：
16.步骤一、将干燥后的木塑粉末放入料筒中，将套在料筒上的感应线圈连入感应加热机；
17.步骤二、打开空气压缩机，使气动滑台气缸带动超声输出装置上下移动；
18.步骤三、打开感应加热机，设置到合适温度；
19.步骤四、打开超声波发生器，确定超声参数，待木塑粉末达到熔融状态后，超声波通过超声工具头进入料筒中，其声流与空化效应可以均化熔融粉末，超声工具头通过气动滑台气缸向下挤压熔融状态木塑粉末成型；
20.步骤五、关闭感应加热机，关闭超声波发生器，待木塑粉末冷却凝固后，气动滑台气缸带动超声输出装置中的超声工具头上移，关闭空气压缩机，木塑粉末挤压成型工作结束。
21.与现有技术相比，本发明的优点在于：
22.1、本发明提出了感应加热与超声振动挤压木塑粉末成型概念，即感应线圈套在电磁铁材料的料筒上，与料筒、超声工具头同轴心放置，料筒嵌入料筒底座中；在加热木塑粉末达到熔融状态过程中，感应加热机内置温控器，可精准调节所需温度，加热效率高且速度快，还具有加热均匀的特点；超声装置可对熔融状态下的木塑粉末通过超声的声空化与声流效应改善其凝固过程，干预结晶以达到细化晶粒、促进成分均匀化的作用，可提高木塑粉末的成型质量。
23.2、感应加热机与超声装置同时工作，粉末升温速度快，凝固速率提高，有效的节约了电能，提高了能源的利用率，同时提高了木塑复合材料成型的生产效率。
附图说明
24.图1为本发明实施例的感应加热与超声振动复合的木塑粉末挤压成型装置的结构示意图；
25.图2为本发明实施例的挤压成型装置的正视结构示意图；
26.图3为本发明实施例的超声输出装置、料筒、感应线圈、料筒底座同轴心相对放置结构示意图。
27.附图标号说明：
28.1、超声波发生器；2、空气压缩机；3、超声波输出线；4、空气压缩机气管；5、安装架；6、气缸安装架；7、气动滑台气缸；8、超声输出装置安装架；9、超声输出装置；9-1、超声换能器；9-2、法兰；9-3、超声变幅杆；9-4、超声工具头；10、料筒；11、感应线圈；12、料筒底座；13、感应加热机；14、工作台。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图说明和实施例，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作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。
30.实施例一
31.参见图1-3说明本实施方式，一种感应加热与超声振动复合的木塑粉末挤压成型方法，方法基于挤压成型装置实现，挤压成型装置包括超声波发生器1、空气压缩机2、超声波输出线3、空气压缩机气管4、安装架5、气缸安装架6、气动滑台气缸7、超声输出装置安装架8、超声输出装置9、料筒10、感应线圈11、料筒底座12、感应加热机13、工作台14。
32.如图1-3所示，工作台14固定在安装架5上，气缸安装架6连接在安装架5上，气动滑台气缸7固定在气缸安装架6上，气动滑台气缸7与超声输出装置安装架8相连接，超声输出装置9固定在超声输出装置安装架8上，超声输出装置9通过气动滑台气缸7进行竖直方向上的位置移动，料筒10与料筒底座12相嵌，料筒底座12与工作台14固定连接，感应线圈11与感应加热机13相连，超声输出装置8通过超声波输出线3与超声波发生器1连接，气动滑台气缸7通过空气压缩机气管4与空气压缩机2连接。
33.如图1-3所示，本实施例的超声输出装置9通过气动滑台气缸7进行竖直方向上的上升或下降，超声输出装置9包括超声换能器9-1、法兰9-2、超声变幅杆9-3、超声工具头9-4，超声换能器9-1通过法兰9-2与超声变幅杆9-3相连，超声变幅杆9-3与超声工具头9-4相连，法兰9-2与超声输出装置安装架8相连，超声换能器9-1通过超声波输出线3与超声波发生器1相连。
34.进一步地，超声工具头9-4与料筒10间隙配合。
35.如图1-3所示，本实施例的料筒10通过嵌入到料筒底座12中来进行固定，料筒10与感应线圈11同轴心放置；本实施例的料筒10为电磁铁材料制造。
36.如图1所示，料筒底座12通过螺钉固定在工作台14上。
37.本发明提出了感应加热与超声振动挤压木塑粉末成型概念，即感应线圈11套在电磁铁材料的料筒10上，与料筒10、超声工具头9-4同轴心放置，料筒10嵌入料筒底座12中；在加热木塑粉末达到熔融状态过程中，感应加热机13内置温控器，可精准调节所需温度，加热效率高且速度快，还具有加热均匀的特点；超声装置可对熔融状态下的木塑粉末通过超声的声空化与声流效应改善其凝固过程，干预结晶以达到细化晶粒、促进成分均匀化的作用，可提高木塑粉末的成型质量。
38.感应加热机13与超声装置同时工作，粉末升温速度快，凝固速率提高，有效的节约了电能，提高了能源的利用率，同时提高了木塑复合材料成型的生产效率。
39.实施例二
40.本发明提供一种感应加热与超声振动复合的木塑粉末挤压成型方法，包括以下步骤：
41.步骤一、将干燥后的木塑粉末放入料筒10中，将套在料筒10上的感应线圈11连入感应加热机13；
42.步骤二、打开空气压缩机2，使气动滑台气缸7带动超声输出装置9上下移动；
43.步骤三、打开感应加热机13，设置到合适温度；
44.步骤四、打开超声波发生器1，确定超声参数，待木塑粉末达到熔融状态后，超声波通过超声工具头9-4进入料筒10中，其声流与空化效应可以均化熔融粉末，超声工具头9-4通过气动滑台气缸7向下挤压熔融状态木塑粉末成型；
45.步骤五、关闭感应加热机13，关闭超声波发生器1，待木塑粉末冷却凝固后，气动滑台气缸7带动超声输出装置9中的超声工具头9-4上移，关闭空气压缩机2，木塑粉末挤压成型工作结束。
46.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。