CN100344426C - 制作具有预定密度的表层材料的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种制作具有预定密度的表层材料的方法及其装置，其方法是以一个以上在旋转的同时会产生径向往复运动的成型辊轮来对材料进行辊压，使成型辊轮对材料表层产生二个方向以上的作用力，使经过辊压的材料表面形成凹凸状，再由一组平压辊轮将材料的凹凸表面辊压成平板状，以变化材料表层的密度。其装置包括至少二个以上的成型辊轮，该二成型辊轮间设有一供材料通过的成型间距，该二成型辊轮至少其中一个可在转动的同时产生径向的往复运动；至少二个平压辊轮，该二平压辊轮间具有供材料通过的一间距，该间距小于二成型辊轮间的成型间距。本发明使经过辊压的材料表面形成凹凸状，在平压辊轮将材料的凹凸表面辊压成平板状后，使材料表层提高至所需密度。

Description

制作具有预定密度的表层材料的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种制作具有预定密度的表层材料的方法及其装置。

背景技术

目前有关以废弃的榖壳为原料来制成容器的制造方法，通常包括将榖壳经过粉碎、搅拌、制板、成型、干燥、表面处理及干燥等步骤。

其中，制板的步骤是，将搅拌混合有黏着剂的原料经过辊压后，使材料成型为薄片状，并将数层薄片状材料叠组成板状。辊压时，为使材料具有一定的强度，通常会对材料进行反复的辊压，以使材料的密度增高来提升材料的强度，如图13所示，而后，再将数层高密度的薄片材料叠组成板状，再放入成型机中施以二次冲压，而成型出所需的容器形状。

然而，材料的密度增高后虽然使硬度及强度都获得相当的提升，但是，却也造成材料本身延展性的降低，延展性降低会使得材料在冲压成型的塑性变形过程中产生龟裂的问题，材料一但龟裂便会使成型的容器强度下降，而造成使用上的问题。

若要避免龟裂，则必须降低材料的密度，以提高其延展性，但是随之而来的问题是，材料密度的降低会影响材料的强度，且会使材料表面硬度也随之下降，而使制成的容器的使用寿命缩短，因此，如何制造出兼具强度、硬度及延展性的材料便成为本发明的重要课题。

发明内容

为了克服现有的废弃的榖壳为原料来制成容器的制造方法存在的上述缺点，制造出兼具强度、硬度及延展性的材料，本发明提供一种制作具有预定密度的表层材料的方法及装置，本发明由于成型辊轮在辊压材料的同时会产生径向的往复运动，使经过辊压的材料表面形成凹凸状，而可在平压辊轮将材料的凹凸表面辊压成平板状后，使材料表层的密度提高至所需的密度。

本发明制作具有预定密度的表层材料的方法是：

一种制作具有预定密度的表层材料的方法，其特征在于，其是以一个以上在旋转的同时会产生径向的往复运动的成型辊轮来对材料进行辊压，使成型辊轮对材料表层产生二个方向以上的作用力，使经过辊压的材料表面形成凹凸状，再由一组平压辊轮将材料的凹凸表面辊压成平板状，以变化材料表层的密度。

前述的制作具有预定密度的表层材料的方法，其中在使用二个成型辊轮时，各成型辊轮往复运动的方向是在同一直线上。

前述的制作具有预定密度的表层材料的方法，其中在使用二个以上的成型辊轮时，各成型辊轮的往复运动方向是在非同一直线上。

前述的制作具有预定密度的表层材料的方法，其中成型辊轮的表面为平面的形态。

前述的制作具有预定密度的表层材料的方法，其中成型辊轮的表面均布有凹凸的纹路。

本发明制作具有预定密度的表层材料的装置所采用的技术方案是：

一种制作具有预定密度的表层材料的装置，其特征在于，其包括至少二个以上的成型辊轮，该二成型辊轮间设有一供材料通过的成型间距，且该二成型辊轮至少其中一个可在转动的同时产生径向的往复运动；至少二个平压辊轮，该二平压辊轮间具有供材料通过的一间距，该间距小于二成型辊轮间的成型间距。

前述的制作具有预定密度的表层材料的装置，其中可径向往复运动的成型辊轮设有一本体，该本体设有一中空部，该中空部穿设有一主动轴，该主动轴的两端架设于一机体，且该主动轴设有至少一主动齿轮，该中空部穿设有二从动轴，该二从动轴与该主动轴的中心位于同一直线上，且该二从动轴的两端分别枢设于一滑座上，此二滑座设于该机体的二滑槽中，该二从动轴分别设有一与该主动齿轮配合的从动齿轮，该本体的中空部对应该二从动齿轮设有一内齿部，以与该二从动齿轮啮合，该二从动轴的中心线间的距离大于该主动齿轮的节圆直径与一从动齿轮的节圆直径之和，且该主动齿轮的一侧圈状间隔排列有奇数个销，而各从动轴对应该销的位置分别设有一滚轮，且该二滚轮是分别与该本体中空部的一内缘面相接触，该二滚轮间的距离小于各销所围绕成的圈状的最大外径，以在该主动齿轮转动时，能由各销顶推该二滚轮而带动该本体产生径向的往复运动。

前述的制作具有预定密度的表层材料的装置，其中机体对应该主动轴的两端分别设有一座体供该主动轴枢设，各座体相邻于该本体的一侧分别设有一圆形的容室，各容室分别设置一调整座，各容室与各调整座间分别设有一定位结构，各调整座分别设有供各滑块设置的滑槽，以在调整座转动至不同位置变化滑块的移动方向时，由该定位结构定位该调整座。

前述的制作具有预定密度的表层材料的装置，其中定位结构设有一定位件，该座体设有数个由容室径向向外穿通的定位孔，各定位件分别设置于各定位孔，且该调整座对应该定位件设有一定位槽，定位件设置于不同的定位孔时，可嵌卡于定位槽中将调整座定位于不同角度。

本发明的有益效果是，本发明由于成型辊轮在辊压材料的同时会产生径向的往复运动，使经过辊压的材料表面形成凹凸状，而可在平压辊轮将材料的凹凸表面辊压成平板状后，使材料表层的密度提高至所需的密度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的制作流程及装置的配置示意图

图2是本发明二成型辊轮对材料辊压时的作用力示意图

图3是以本发明的方法制造的材料内部粉末颗粒密度分布的示意图

图4是本发明的方法第二实施例中成型辊轮的配置示意图

图5是本发明的方法第三实施例中成型辊轮的配置示意图

图6是本发明的方法第四实施例中成型辊轮的配置示意图

图7是本发明的方法的第五实施例中成型辊轮的配置示意图

图8是本发明的方法的第六实施例的制作流程及装置的配置示意图

图9是本发明装置的结构示意图

图10是图9所示10-10剖线的剖视图

图11a是图9所示11-11剖线的剖视图

图11b是本发明的调整座调整角度范围的示意图

图12是本发明的装置中成型辊轮的径向往复运动的动作示意图

图13是现有技术方法中辊轮辊压材料内部粉末颗粒密度分布的示意图

具体实施方式

请参阅图1至图3，本发明的制作具有预定密度的表层材料的方法，本实施例所使用的材料是将粉碎后的榖壳混合黏着剂，再制成板状。本发明主要是以二个在旋转的同时会产生径向的往复运动的成型辊轮1来对板状材料2进行辊压，各成型辊轮的表面为光滑面，而借由径向的往复运动对材料表层产生水平与垂直二个方向的作用力，如图2所示，使经过辊压的材料2表面形成凹凸面21。本实施例的二个成型辊轮1的径向移动方向分别设置成与材料行进方向间存在有一夹角的形态，如图2所示，当然，成型辊轮1的径向移动方向与材料行进方向间的夹角可以依实际需求而作调整改变的，且两个成型辊轮1的径向往复运动是呈相对移动的形态。材料2经成型辊轮1辊压后，再由一组平压辊轮3将材料2的凹凸表面辊压成平板状，以变化材料表层的密度。

请参阅图2及图3，由于本发明的二个成型辊轮1在旋转的同时会产生径向的往复运动，因此，各个成型辊轮1在辊压材料2时，会对材料产生一个平行于材料辊压的进料方向的作用分力及一个垂直于材料辊压的进料方向的作用分力，且平行于材料辊压的进料方向的作用分力会对材料产生推挤的效果。如此一来，成型辊轮1对材料2表面的作用力便会随着材料进料的位置变化，而产生一个规律性的起伏变化，使材料表面形成波浪状的凹凸面21。

而材料2在二个成型辊轮1径向移动而相对接近时，会由二成型辊轮1挤压材料2，而使该处的材料2内的粉末状颗粒较为紧密，如图3中标示为A的区间部分所示，亦即，此处的密度较高；而在二个成型辊轮1径向移动而相对远离时，该处的材料2内的粉末状颗粒较为松散，如图3中标示B的区间部分所示，亦即，此处的密度较低，而材料2的表层，则因为成型辊轮1的辊压作用，使材料2表层C部分的粉末状颗粒被辗压拉长成扁平状，进而使表层C部分的材料保持紧实的高密度状态。

而当被成型辊轮1辊压出凹凸面21的材料，在经过平压辊轮3时，原本凹凸面21的高低起伏部分，会受到平压辊轮3的辊压作用，而使材料2表层C的粉末状颗粒被向材料中间部分挤压，此一挤压作用，则使粉末状颗粒原本就较为紧密的A区间及表层C中的粉末状颗粒更为紧密，而粉末状颗粒原本就较为松散的B区间中的粉末状颗粒虽然也会因挤压作用而变得较密实，但相对于A区间及表层C的部分，B区间仍显得较为松散、空洞。

经由上述制造方法所制造出来的板状材料，其表层C部分会具有相当的密度，而材料的中间部分，则有间隔着一段一段密度较高的A区间及一段一段密度较低的B区间，如此一来，板状材料内部即形成类似拱形的结构，换言之，整个板状材料能因为密度高的表层C而产生良好的表面硬度，而拱形的结构可使板状材料产生足够的强度，更重要的是，密度较低的B区间能保有较佳的延展性，而可在板状材料进行后续的冲压成型作业中，让密度高的表层C及A区间部分的材料在受压时可滑动至B区间，以避免产生龟裂的问题，而可使冲压成型后的制品产生良好的强度及表面硬度。

在前述的方法中，是以两个会相对径向往复运动的成型辊轮来对材料进行辊压，而若材料表层的密度需求不同时，亦可变更设计，而采用一个不会径向移动的辊轮搭配一个会径向往复运动的成型辊轮来对材料进行辊压，如图4所示为本发明第二实施例的配置方式，如此，便能使材料两面的表层产生不同的密度。

请参阅图5，其是本发明第三实施例的配置方式，当使用两个会相对径向往复运动的成型辊轮对材料进行辊压时，亦可将两个成型辊轮的位置错开一段距离，使两个成型辊轮在径向相对运动时，对材料产生非对称的挤压，而产生对材料表层搓揉的作用，如此，同样可以变化材料表层的密度，而达到与前述第一实施例相同的效果。

再请参阅图6，其是本发明第四实施例的配置方式，在本实施例中将两个成型辊轮的径向往复运动的方向调整改变，使两个成型辊轮的径向移动方向分别偏移一个不同的角度，如此，亦可达到对材料表层搓揉的作用，以变化材料表层的密度。

当需要制成较厚的材料时，亦可使用两组成型辊轮来对材料进行辊压，如图7所示，其是本发明的第五实施例，两组成型辊轮分别对一块板状材料进行辊压，再将两成型辊轮辊压后的两块板状材料，导入一组平压辊轮中辊压成型，如此一来，制成的板状材料便会拥有双层的拱形结构，而可同样兼具良好的强度、表面硬度及延展性。

前述的各实施例中，该成型辊轮的表面均为光滑面，仅通过成型辊轮的径向往复运动，对材料表面施压，而形成凹凸状的表面。请参阅图8，其是本发明的第六实施例，其中，成型辊轮的表面可设计成具有环状的凹凸纹路，使成型辊轮在径向往复运动时对材料表面产生三个方向的作用力，而使经过成型辊轮辊压的材料表面产生纵横交错的凹凸面，如此一来，制成的板状材料同样可以保持良好的强度、表面硬度及延展性。

请参阅图1及图9至图11a，其是配合前述方法而研制成的具有预定密度的表层材料的装置，其包括：

二个成型辊轮1，该二成型辊轮1间具有一成型间距D1以供材料通过，且该二成型辊轮1均可在转动的同时产生径向的往复运动。

二个平压辊轮3，该二平压辊轮3间具有一间距D2是供材料通过，该间距D2的距离小于二成型辊轮1间的成型间距D1。

该成型辊轮1设有一本体10，该本体10设有一中空部101，该中空部101穿设有一主动轴11，该主动轴11设有一主动齿轮111，且该主动轴11的两端分别穿设于一座体12，各座体12架设于一机体100，各座体12相邻于该本体10的一侧分别设有一圆形的容室121，各容室121分别设置一调整座15，且各容室121与各调整座15间分别设有一定位结构16，各调整座15则分别设有一滑槽151。

该中空部101穿设有二从动轴13，该二从动轴13与该主动轴11的中心位于同一直线上，且该二从动轴13的两端分别枢设于一滑座14上，而此二滑座则分别设于调整座15的滑槽151中，且各滑座14分别设有一长孔141供该主动轴11穿设；该二从动轴13分别设有一与该主动齿轮111配合的从动齿轮131，而该本体10的中空部101对应该二从动齿轮131设有一内齿轮102以与该二从动齿轮131啮合。

该二从动轴13的中心线间的距离L大于该主动齿轮111的节圆直径P1与二从动齿轮131的节圆半径P2之和，使该二从动齿轮131与该主动齿轮111间具有适当的间隙。该主动齿轮111二侧圈状间隔排列有奇数个销112，而各从动轴13对应该销112的位置分别设有一滚轮132，且各滚轮132分别与该本体10中空部101的一内缘面103相接触，而二从动轴13的滚轮132间的距离L1小于各销112所围绕成的圈状的最大外径d处，使二从动轴13的滚轮132保持与圈状设置的各销112接触，以在该主动齿轮111转动时，能由各销112顶推二从动轴13的滚轮132而带动该本体10产生径向的往复运动。

而设于该容室121与调整座15间的定位结构16设有一定位件161，在本实施例中，该定位件161为一沉末六角螺栓，该座体12设有数个由容室121径向向外穿通的定位孔162，各定位件161分别设置于各定位孔162中，且该调整座15对应该定位件161设有一定位槽163，以在调整座15旋转至不同角度时，可将定位件161设置于不同的定位孔162中以抵迫于调整座15上的定位槽163中而将调整座15定位，在本实施例中，该调整座15调整的角度从0°～180°，如图11b所不。

请参阅图12，当主动轴11受动力源(图中未示)驱动时，主动齿轮111带动从动齿轮131，使从动轴13与滚轮132同步转动，而从动齿轮131则经由内齿轮102带动本体10转动，而对材料进行辊压。

由于主动齿轮111上是设置奇数个销112，因此，二从动轴13上的滚轮132分别落于二个销112之间，以及与单一个销112接触，如图10中所示，当主动齿轮111转动的同时，设于主动齿轮111上的销112也会随之移动，而随着各销112的移动，滚轮132的位置便会由二个销112之间，如图12中实线部分所示，滚动至与单一个销112接触，如图12中的虚线部分所示，再滚动至二个销112之间与二个销112接触，在这个过程中所产生的位移变化，便会使二滚轮132推动成型辊轮1的本体10产生径向的往复运动，如此，便能配合本发明前述的方法对材料进行辊压。

而当欲改变成型辊轮1径向往复运动的角度时，则可松开定位结构16的定位件161，使调整座15在座体12的容室121中转动，直至调整座15上的定位槽163对准座体12上适合的定位孔162后，再将定位件161锁设于该定位孔162中，以抵迫于调整座15的定位槽163，即可将该调整座15定位于所需的角度，如此一来，滑座14便会随着调整座15的滑槽151的角度改变，而变化其滑动的路径，使二从动轴13上的滚轮132推动本体10径向往复运动的方向随之改变。

Claims (9)

1.一种制作具有预定密度的表层材料的方法，其特征在于，其是以一个以上在旋转的同时会产生径向的往复运动的成型辊轮来对材料进行辊压，使成型辊轮对材料表层产生二个方向以上的作用力，使经过辊压的材料表面形成凹凸状，再由一组平压辊轮将材料的凹凸表面辊压成平板状，以变化材料表层的密度。

2.根据权利要求1所述的制作具有预定密度的表层材料的方法，其特征在于在使用二个成型辊轮时，各成型辊轮往复运动的方向是在同一直线上。

3.根据权利要求1所述的制作具有预定密度的表层材料的方法，其特征在于在使用二个以上的成型辊轮时，各成型辊轮的往复运动方向是在非同一直线上。

4.根据权利要求1所述的制作具有预定密度的表层材料的方法，其特征在于所述成型辊轮的表面为平面的形态。

5.根据权利要求1所述的制作具有预定密度的表层材料的方法，其特征在于所述成型辊轮的表面均布有凹凸的纹路。

6.一种制作具有预定密度的表层材料的装置，其特征在于，其包括，

至少二个以上的成型辊轮，该二成型辊轮间设有一供材料通过的成型间距，且该二成型辊轮至少其中一个可在转动的同时产生径向的往复运动；

至少二个平压辊轮，该二平压辊轮间具有供材料通过的一间距，该间距小于二成型辊轮间的成型间距。

7.根据权利要求6所述的制作具有预定密度的表层材料的装置，其特征在于所述可径向往复运动的成型辊轮设有一本体，该本体设有一中空部，该中空部穿设有一主动轴，该主动轴的两端架设于一机体，且该主动轴设有至少一主动齿轮，该中空部穿设有二从动轴，该二从动轴与该主动轴的中心位于同一直线上，且该二从动轴的两端分别枢设于一滑座上，此二滑座设于该机体的二滑槽中，该二从动轴分别设有一与该主动齿轮配合的从动齿轮，该本体的中空部对应该二从动齿轮设有一内齿部，以与该二从动齿轮啮合，该二从动轴的中心线间的距离大于该主动齿轮的节圆直径与一从动齿轮的节圆直径之和，且该主动齿轮的一侧圈状间隔排列有奇数个销，而各从动轴对应该销的位置分别设有一滚轮，且该二滚轮是分别与该本体中空部的一内缘面相接触，该二滚轮间的距离小于各销所围绕成的圈状的最大外径，以在该主动齿轮转动时，能由各销顶推该二滚轮而带动该本体产生径向的往复运动。

8.根据权利要求7所述的制作具有预定密度的表层材料的装置，其特征在于所述机体对应该主动轴的两端分别设有一座体供该主动轴枢设，各座体相邻于该本体的一侧分别设有一圆形的容室，各容室分别设置一调整座，各容室与各调整座间分别设有一定位结构，各调整座分别设有供各滑块设置的滑槽，以在调整座转动至不同位置变化滑块的移动方向时，由该定位结构定位该调整座。

9.根据权利要求8所述的制作具有预定密度的表层材料的装置，其特征在于所述定位结构设有一定位件，该座体设有数个由容室径向向外穿通的定位孔，各定位件分别设置于各定位孔，且该调整座对应该定位件设有一定位槽，定位件设置于不同的定位孔时，可嵌卡于定位槽中将调整座定位于不同角度。

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