CN111907163A - 一种3d打印pvc地板及其生产方法与生产线 - Google Patents

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Abstract

一种3D打印PVC地板及其生产方法与生产线，属于PVC地板领域。3D打印PVC地板包括由下至上依次叠加设置的PVC基材层、覆膜和3D打印层，其中覆膜为高分子薄膜。3D打印PVC地板的生产线包括：用于连续挤出PVC基材层的挤出机；用于将连续的PVC基材层和连续的覆膜压覆粘合在一起的一对覆膜压辊；用于自动输送PVC覆膜层的输送平台；用于冷却PVC覆膜层的冷却机构；用于在PVC覆膜层的表面进行3D打印形成3D打印层的3D打印机；以及裁切机。3D打印PVC地板及其生产方法与生产线，实现3D打印PVC地板的连续自动化生产，且产品的装饰效果多样化，并避免变形。

Description

一种3D打印PVC地板及其生产方法与生产线
技术领域
本申请涉及PVC地板领域，具体而言，涉及一种3D打印PVC地板及其生产方法与生产线。
背景技术
聚氯乙烯地板(PVC地板)具有价格低、防潮、环保、阻燃的优点，被广泛应用于各种场合。目前的PVC地板的装饰效果主要是通过粘附提前印刷好的装饰层获得，但由于生产过程中设备等原因，PVC地板上的装饰层会存在或多或少的变形，而且这种装饰层基本都是木纹、石纹这两大类，且都是平面效果，效果相对单一，无法获得立体感更好的地板效果，无法满足市场对于地板效果多元化的要求。
发明内容
本申请实施例的目的在于提出了一种3D打印PVC地板及其生产方法与生产线，实现3D打印PVC地板的连续自动化生产，且产品的装饰效果多样化，并避免变形。
本申请是这样实现的：
在第一方面，本申请的示例提供了一种3D打印PVC地板，其包括由下至上依次叠加设置的PVC基材层、覆膜和3D打印层，其中覆膜为高分子薄膜。
在上述技术方案中，3D打印PVC地板主要是PVC基材层、覆膜和3D打印层叠合而成，其中，PVC基材层为主体，保证3D打印PVC地板具有PVC地板的优势：价格低、防潮、环保、阻燃；覆膜使为了便于3D打印层的设置，并保证3D打印层的附着牢固性；3D打印层是直接在PVC基材层具有覆膜的表面打印形成的，避免将制好的装饰层和其它层粘合在一起时容易变形的缺点，而且3D打印的效果多样，不仅图案多种多样，还具有立体感，能够实现产品装饰效果多样化。
在本申请的一种可能的实施方式中，PVC基材层的厚度为2～10mm；
和/或，覆膜为PVC薄膜，厚度为0.5mm～1.0mm。
在上述技术方案中，PVC基材层的厚度一般为2～10mm，能够保证产品整体的强度和轻薄性。厚度为0.5mm～1.0mm的PVC薄膜易于粘附于PVC基材层表面，比如在一定温度作用下即可熔贴在PVC基材层表面，不会影响产品整体的性能。
在第二方面，本申请的示例提供了一种第一方面提供的3D打印PVC地板的生产线，其包括：
用于连续挤出PVC基材层的挤出机；
用于将连续的PVC基材层和连续的覆膜压覆粘合在一起形成PVC覆膜层的一对覆膜压辊，覆膜压辊设置于挤出机的输出端后方；
用于自动输送PVC覆膜层的输送平台，输送平台设置于覆膜压辊的输出端后方；
用于冷却PVC覆膜层的冷却机构，冷却机构设置于输送平台周围；
用于在PVC覆膜层的表面进行3D打印形成3D打印层的3D打印机，3D打印机设置于输送平台的输出端后方；以及
裁切机，裁切机设置于3D打印机后方。
在上述技术方案中，生产线主要由顺次设置的挤出机、覆膜压辊、输送平台、3D打印机和裁切机组成。其中，挤出机负责PVC物料的剪切熔融并能够持续挤出成型得到连续的PVC基材层；挤出机连续挤出的PVC基材本身具有一定温度，和连续的覆膜叠加在一起运行通过覆膜压辊之间时，覆膜压辊施压力，将PVC基材层与覆膜利用PVC基材层自身的温度熔融粘合在一起形成连续的PVC覆膜层；PVC覆膜层经过输送平台输送，能够保持PVC覆膜层相对平整的运行，不会出现垂落导致的变形，输送平台周围的冷却机构能够在输送过程中使PVC覆膜层快速冷却，防止其由于温度过高，导致后续的3D打印的着墨出现逃色；3D打印机在平整运行的PVC覆膜具有覆膜的表面持续进行3D打印，形成3D打印层；最后连续的3D打印PVC复合层运行至裁切接裁切成合适大小的3D打印PVC地板。本申请实施例的生产线实现3D打印PVC地板的连续自动化生产。
在本申请的一种可能的实施方式中，还包括用于将PVC基材层压延至一定厚度的一对压光辊，压光辊设置于挤出机和覆膜压辊之间。
在上述技术方案中，由于挤出机连续挤出的PVC基材本身具有一定温度，通过压光辊之间时，压光辊施加一定的压力，就能将PVC基材层压延成型，同时调整PVC基材层的厚度至预设厚度。
在本申请的一种可能的实施方式中，还包括使连续的覆膜保持一定张力的张力机，张力机设置于覆膜压辊的输入端前方。
在上述技术方案中，张力机能够使成卷的覆膜保持一定张力向前运行，防止运行过程中覆膜过松出现打折现象。
在本申请的一种可能的实施方式中，冷却机构为多组冷却风扇，分别设置于输送平台的上方和下方。
在上述技术方案中，冷却风扇同时设置于输送平台的上方和下方，能够全方位、均匀的对输送平台上的PVC覆膜层进行冷却处理。
在第三方面，本申请的示例提供了一种第一方面提供的3D打印PVC地板的生产方法，其包括以下步骤：
连续挤出高温的PVC基材层；
将连续的PVC基材层和连续的覆膜利用PVC基材层的高温压覆粘合在一起形成PVC覆膜层；
将连续的PVC覆膜层保持水平输送，并在输送过程中使PVC覆膜层冷却至30～160℃；
在冷却后的PVC覆膜层的表面进行3D打印，形成连续的3D打印PVC复合层；
将连续的3D打印PVC复合层裁切成3D打印PVC地板。
在上述技术方案中，连续挤出的PVC基材层与连续的覆膜粘合在一起形成连续的PVC覆膜层，再通过水平输送，并冷却至30～160℃，再进行持续的3D打印，形成连续的3D打印PVC复合层，裁切即可得到3D打印PVC地板，整个过程实现3D打印PVC地板的连续自动化生产，而且利用PVC基材层的高温将其和覆膜熔贴在一起，不需要加热，节约能源。
在本申请的一种可能的实施方式中，使PVC覆膜层冷却至30～80℃后进行3D打印。
在本申请的一种可能的实施方式中，使PVC覆膜层冷却至40～50℃后进行3D打印。
在本申请的一种可能的实施方式中，PVC覆膜层的输送速度为2～3m/min。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出了本申请实施例的3D打印PVC地板的结构示意图；
图2示出了本申请实施例的3D打印PVC地板的生产线的结构示意图。
图标：100-3D打印PVC地板；110-PVC基材层；120-覆膜；130-3D打印层；200-生产线；210-挤出机；220-压光辊；230-张力机；240-覆膜压辊；250-第一输送平台；260-冷却机构；270-3D打印机；280-第二输送平台；290-裁切机。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
以下将就本申请示例中的一种3D打印PVC地板及其生产方法与生产线进行详尽的描述。
据发明人所知，3D打印技术是上世纪末出现的一种快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、汽车等众多领域均有应用，但是几乎没有应用在PVC材料装饰板上。发明人创造性的发现，3D打印能够实现在线打印，即在已有的PVC地板主体层上打印形成3D图案，不仅能够获得丰富、立体的装饰效果，而且这种在线形成的装饰层只要能保证PVC地板主体层的平整，不会出现变形。
基于上述发现，发明人经过研究提出了一种3D打印PVC地板及其生产方法与生产线，实现3D打印PVC地板的连续自动化生产，且产品的装饰效果多样化，并避免变形。
下面将结合图1和图2对本申请示例中的3D打印PVC地板及其生产方法与生产线进行说明。
如图1所示，本申请示例提供一种3D打印PVC地板100，其包括由下至上依次叠加设置的PVC基材层110、覆膜120和3D打印层130。
其中，PVC基材层110是材质为PVC的硬质板，通常为PVC地板的主体，PVC基材层110的厚度一般为2～10mm，可选为2～7mm，比如PVC基材层110的厚度为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm或上述两个数值之间的中间值。
覆膜120需要易于贴合在PVC基材层110上，以便于后续3D打印层130的形成，而且几乎不会影响PVC地板整体厚度和性能。通常情况下，覆膜120为高分子薄膜，可选为PVC薄膜，为了保证3D打印层130在其上的形成效果，通常为PVC白膜，PVC白膜是指未彩印的PVC白色薄膜。覆膜120的厚度一般为0.5mm～1.0mm，比如为0.5mm、0.6mm、0.7mm、08mm、0.9mm、1.0mm或上述两个数值之间的中间值。
需要指出的是，本申请示例中，3D打印PVC地板100除了上述层结构外，还可能具有其他功能层结构，比如在PVC基材层110的下方(远离3D打印层130的一面)或PVC基材层110和覆膜120之间设置其他功能层，只需要保证3D打印层130直接设置于覆膜120上。相应的，后续生产线1和生产方法需要增加相应的设备以设置相应的功能层。
如图2所示，本申请示例提供一种上述3D打印PVC地板100的生产线200，其包括顺次排列(即从生产线200的前方至后方排列)的挤出机210、一对压光辊220、一对覆膜压辊240、第一输送平台250、3D打印机270、第二输送平台280和裁切机290，以及设置在一定位置的张力机230和冷却机构260。其中：
挤出机210用于连续挤出PVC基材层110，挤出机210负责PVC物料的剪切熔融以及PVC基材层110的挤出成型，比如92机挤出机、110机挤出机、135机挤出机等。
压光辊220用于将PVC基材层110压延至一定厚度，即成品中PVC基材层110的厚度，压光辊220设置于挤出机210的输出端后方。
张力机230用于使覆膜卷输出的连续的覆膜120保持一定张力，张力机230设置于覆膜压辊240的输入端前方，使覆膜120往覆膜压辊240的输入端输送。
覆膜压辊240用于将连续的PVC基材层110和连续的覆膜120压覆粘合在一起形成PVC覆膜层，覆膜压辊240设置于压光辊220的输出端后方。
第一输送平台250用于自动输送PVC覆膜层，第一输送平台250设置于覆膜压辊240的输出端后方。
冷却机构260用于冷却PVC覆膜层，冷却机构260设置于第一输送平台250周围。具体的，冷却机构260为多组冷却风扇，分别设置于第一输送平台250的上方和下方。
3D打印机270用于在PVC覆膜层的表面进行3D打印形成3D打印层130，从而形成3D打印PVC复合层，3D打印机270设置于第一输送平台250的输出端后方。
第二输送平台280用于自动输送连续的3D打印PVC复合层，使3D打印层130进一步固化，第二输送平台280设置于3D打印机270的输出端后方。
裁切机290用于将3D打印PVC复合层裁切成合适大小，裁切机290设置于第二输送平台280的输出端后方。
需要说明的是，为了使覆膜120叠合设置于PVC基材层110上，便于后续可以直接在覆膜120上进行3D打印，张力机230及覆膜120卷位于压光辊220上方，即连续的覆膜120始终位于连续的PVC基材层110上方。
另外，本申请示例提供一种上述3D打印PVC地板100的生产方法，其包括以下步骤：
S1、连续挤出高温的PVC基材层110，挤出的PVC基材层110温度在170～185℃或以上。
S2、将连续的PVC基材层110和连续的覆膜120利用PVC基材层110的高温(170～185℃)压覆粘合在一起形成PVC覆膜层。在本申请的一些示例中，将挤出的PVC基材层110先压延至一定厚度，再与覆膜120压覆粘合在一起。
S3、将连续的PVC覆膜层继续输送，并在输送过程中使PVC覆膜层冷却至30～160℃，可选是使PVC覆膜层冷却至30～80℃后进行3D打印，进一步可选是使PVC覆膜层冷却至40～50℃后进行3D打印。
PVC覆膜层的输送速度通常为2～3m/min，冷却速率不受限制，通常只要保证PVC覆膜层进行3D打印之前降温至预定要求的温度即可。
S4、在冷却后的PVC覆膜层的表面进行3D打印，形成连续的3D打印PVC复合层。
S5、将连续的3D打印PVC复合层裁切成合适大小的3D打印PVC地板100。在本申请的一些示例中，3D打印PVC复合层先经过一段时间的输送，再进入裁切机290进行裁切。
参见图1和图2所示，本申请示例提供一种基于上述生产线200实现的3D打印PVC地板100的生产方法，其具体包括以下步骤：
步骤1、挤出机210连续挤出PVC基材层110，并往后方的压光辊220输送；
步骤2、压光辊220将PVC基材层110压延至一定厚度，并往后方的覆膜压辊240输送，同时张力机230使覆膜120卷输出的连续的覆膜120保持一定张力，也往后方的覆膜压辊240输送。
步骤3、覆膜压辊240将PVC基材层110和覆膜120压覆在一起形成PVC覆膜层，并往后方的第一输送平台250输送。
步骤4、第一输送平台250将PVC覆膜层往后方的3D打印机270输送，同时冷却机构260对第一输送平台250上的PVC覆膜层进行冷却，冷却速率通常根据冷却风扇排布密集度决定。
步骤5、3D打印机270在PVC覆膜层具有覆膜120的表面进行3D打印形成3D打印层130，并往后方的第二输送平台280输送。
步骤6、第二输送平台280将3D打印PVC复合层往后方的裁切机290输送。
步骤7、裁切机290将连续的3D打印PVC地板100裁切成合适大小的3D打印PVC地板100。
以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
如图1和图2所示，本实施例提供一种3D打印PVC地板100，其采用上述生产线200，并按照以下过程制得：
挤出机210挤出连续的PVC基材层110后，经由压光辊220的压光1辊、压光2辊压延得到规定尺寸厚度4mm的PVC基材层110，之后进入覆膜压辊240(压光3辊和覆膜辊)之间；同时张力机230使0.7mm厚度的PVC白膜作为覆膜120进入覆膜压辊240(压光3辊和覆膜120辊)之间，从而将PVC白膜覆在PVC基材层110上形成PVC覆膜层；而后在第一输送平台250上行进，同时第一输送平台250周围的5组冷却风扇对PVC覆膜层上下两面同时进行快速冷却，使板材表面温度下降到60℃左右，再进入3D打印机270在覆膜120进行打印，获得预期设定好的图案，打印完毕后，继续通过第二输送平台280行进传输，进入裁切机290裁切成预定大小的3D打印PVC地板100。
综上所述，本申请实施例的3D打印PVC地板及其生产方法与生产线，实现3D打印PVC地板的连续自动化生产，且产品的装饰效果多样化，并避免变形。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印PVC地板，其特征在于，其包括由下至上依次叠加设置的PVC基材层、覆膜和3D打印层，其中覆膜为高分子薄膜。
2.根据权利要求1所述的3D打印PVC地板，其特征在于，所述PVC基材层的厚度为2～10mm；
和/或，所述覆膜为PVC薄膜，厚度为0.5mm～1.0mm。
3.一种如权利要求1所述的3D打印PVC地板的生产线，其特征在于：其包括：
用于连续挤出PVC基材层的挤出机；
用于将连续的PVC基材层和连续的覆膜压覆粘合在一起形成PVC覆膜层的一对覆膜压辊，所述覆膜压辊设置于所述挤出机的输出端后方；
用于自动输送PVC覆膜层的输送平台，所述输送平台设置于所述覆膜压辊的输出端后方；
用于冷却PVC覆膜层的冷却机构，所述冷却机构设置于所述输送平台周围；
用于在PVC覆膜层的表面进行3D打印形成3D打印层的3D打印机，所述3D打印机设置于所述输送平台的输出端后方；以及
裁切机，所述裁切机设置于所述3D打印机后方。
4.根据权利要求3所述的3D打印PVC地板的生产线，其特征在于，还包括用于将PVC基材层压延至一定厚度的一对压光辊，所述压光辊设置于所述挤出机和所述覆膜压辊之间。
5.根据权利要求3或4所述的3D打印PVC地板的生产线，其特征在于，还包括使连续的覆膜保持一定张力的张力机，所述张力机设置于所述覆膜压辊的输入端前方。
6.根据权利要求3所述的3D打印PVC地板的生产线，其特征在于，所述冷却机构为多组冷却风扇，分别设置于所述输送平台的上方和下方。
7.一种如权利要求1所述的3D打印PVC地板的生产方法，其特征在于：其包括以下步骤：
连续挤出高温的PVC基材层；
将连续的PVC基材层和连续的覆膜利用PVC基材层的高温压覆粘合在一起形成PVC覆膜层；
将连续的PVC覆膜层保持水平输送，并在输送过程中使PVC覆膜层冷却至30～160℃；
在冷却后的PVC覆膜层的表面进行3D打印，形成连续的3D打印PVC复合层；
将连续的3D打印PVC复合层裁切成3D打印PVC地板。
8.根据权利要求7所述的3D打印PVC地板的生产线，其特征在于，使PVC覆膜层冷却至30～80℃后进行3D打印。
9.根据权利要求7所述的3D打印PVC地板的生产线，其特征在于，使PVC覆膜层冷却至40～50℃后进行3D打印。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的3D打印PVC地板的生产线，其特征在于，所述PVC覆膜层的输送速度为2～3m/min。
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