CN112571686A - 一种水下吸附吸盘模具及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水下吸附吸盘模具及制备方法，属于水下吸附吸盘的制备领域，包括模具本体，模具本体内形成有成型空腔，且该成型空腔为与吸附吸盘结构相对应的反结构；模具本体分两个部分，底部为与吸盘漏斗形器相匹配的第一成型空腔，顶部为与主吸盘器相匹配的第二成型空腔，第二成型空腔上设有与内部凸起相匹配的第三成型空腔，第一成型空腔、第二成型空腔、第三成型空腔相连通形成成型空腔，第二成型空腔的顶部开设注塑口。本发明制备的吸盘模具脱模容易，实际操作简单方便，可重复使用性好，制备过程简单有效，制得成品结构完整，吸附性能优异。本发明吸盘与制备方法相结合对于水下吸盘制备具有一定意义，并且在吸盘制备领域具有很大发展潜力。

Description

一种水下吸附吸盘模具及制备方法

技术领域

本发明涉及水下吸附吸盘的制备技术领域，具体涉及一种在水环境中可进行吸附的吸盘模具及制备方法。

背景技术

目前对于吸盘的制备一般可以通过直接3D打印目标吸盘或者使用吸盘反结构模具浇注再脱模的方式制备。利用3D打印技术直接制备这种水下吸盘的优点在于方便快捷精准，但是却受限于成本费用以及打印所需材料。用于制备水下吸盘的材料一般是有专门要求而特殊配制的，所以一般较难与3D打印设备适配。针对这种特定工作环境以及特殊材料要求的情况，可采用模板浇注再脱模的方式制备。其中模具设计的合理性以及合适的制备方式将直接影响到吸盘结构的完整性，因此设计一种便于浇注，易于脱模，操作简单的模具，以及与之相应合适的制备方法具有一定实际意义。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种简单、可重复使用的水洗吸附吸盘模具及方便操作的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1、本发明提供一种水下吸附吸盘模具，包括模具本体，模具本体内部形成有成型空腔，且该成型空腔为与待加工的吸附吸盘结构相对应的反结构；

其中吸附吸盘包括吸盘主体，吸盘主体分两部分，底部为与抓握主体相接触的漏斗形器，顶部为具有中空结构的主吸盘器，所述漏斗形器的下端开口，漏斗形器上端与主吸盘器通过吸盘口相连并围成吸盘内部腔室，主吸盘器的内壁面向下形成有内部凸起；

相应的模具本体分为两个部分，底部为与所述漏斗形器相匹配的第一成型空腔，顶部为与所述主吸盘器相匹配的第二成型空腔，第二成型空腔上设有与内部凸起相匹配的第三成型空腔，第一成型空腔、第二成型空腔、第三成型空腔相连通形成成型空腔，第二成型空腔的顶部开设注塑口。

在本发明的一个实施例中，所述模具本体为一体式结构，模具本体分为两个部分，浇注平板以及结构阵列，浇注平板部分对应有注塑口，浇注平板以及结构阵列部分相连接，结构阵列部分主体为圆柱体，内部结构为与吸附吸盘结构相对应的反结构。

在本发明的一个实施例中，所述模具本体为拼接分体式结构，模具本体分为三个部分：上模、下模以及框架，上模上开设注塑口，上模、下模各相对两侧垂直向下延伸出一定长度一定厚度，以此进行拼接，上模结构部分尺寸符合所制备吸附吸盘外轮廓尺寸，下模结构部分尺寸符合所制备吸盘内轮廓尺寸，上模、下模通过各自结构部分围成成型空腔为所制备吸盘结构，框架对拼接后的模具进行固定。

在本发明的一个实施例中，所述模具本体为嵌入分体式结构，模具本体分为上模、下模两个部分；其中上模分为两个部分：浇注平板以及结构阵列部分，浇注平板包含注塑口，上模主体为圆柱体状，内部结构符合所要制备吸盘的外部轮廓尺寸；与上模结构部分相对应，下模有两种形式，底表面分布圆环状凹槽或无凹槽，使上模底部可以插入下模中或与之贴合，上模结构部分尺寸符合所制备吸附吸盘外轮廓尺寸，下模结构部分尺寸符合所制备吸附吸盘内轮廓尺寸，上模、下模通过各自结构部分围成成型空腔为所制备吸盘结构。

浇注平板以及结构阵列，浇注平板部分对应有注塑口，浇注平板以及结构阵列部分相连接，结构阵列部分主体为圆柱体，内部结构为与吸附吸盘结构相对应的反结构。

拼接分体式模具主要分为三部分：上模、下模以及框架。拼接分体式模具无浇注平板，上下模各相对两侧垂直向下延伸出一定长度一定厚度，以此进行拼接。上模结构部分尺寸符合所制备吸盘外轮廓尺寸，下模结构部分尺寸符合所制备吸盘内轮廓尺寸，上下模通过各自结构部分围成空隙为所制备吸盘结构，框架对拼接后的模具进行固定。上下模整体尺寸：长度为20~500 mm，宽度为20~500 mm，框架厚度为1~5 mm，延伸部分长度3~20 mm，厚度1~5 mm。

2、本发明另提供一种水下吸附吸盘模具的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1. 设计并利用3D打印技术制备水下吸附吸盘模具，

步骤S2. 在得到的模具基础上浇注材料，脱模制得吸盘。

可选地，步骤S2包括如下步骤：

S201. 可用于浇筑制备吸盘的材料包括聚氨酯橡胶弹性体材料、有机硅橡胶材料、丁腈橡胶材料、丁苯橡胶材料等；

S202. 将S1物料混合搅匀后进行抽真空至无气泡或无较大气泡且气泡均匀，再浇注到通过3D打印技术制得的上述模具中；

S203. 再次抽真空至无气泡后在常温下静置固化12~24小时，脱模即可得到目标吸盘。

本发明的一种水下吸附吸盘及制备方法，与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明得到的吸盘模具脱模容易，实际操作简单方便，可重复使用性好。并且制备过程简单有效，制得成品结构完整，吸附性能优异。本发明所述吸盘与制备方法相结合对于水下吸盘制备具有一定意义，并且在吸盘制备领域具有很大发展潜力。

附图说明

为了更清楚地描述本发明一种水下吸附吸盘模具及制备方法的工作原理，下面将附上简图作进一步说明。

附图1为本发明的一体式模具模型图及吸盘图；

附图2为本发明的一体式模具实物图；

附图3为本发明一体式模具的另一示意图；

附图4是图3的剖视结构示意图；

附图5为本发明的拼接分体式模具模型图及吸盘图；

附图6为本发明的拼接分体式模具实物图；

附图7为本发明的嵌入分体式模具模型尺寸图及吸盘尺寸图；

附图8为本发明的嵌入分体式模具实物图；

附图9为本发明嵌入分体式模具所制备吸盘阵列。

图中各标号表示：

1、主吸盘器，2、漏斗形器，3、内部凸起，4、浇注平板，5、结构阵列，

6、第一成型空腔，7、第二成型空腔、8、第三成型空腔，9、注塑口。

具体实施方式

本发明提供一种水下吸附吸盘模具，包括模具本体，模具本体内部形成有成型空腔，且该成型空腔为与待加工的吸附吸盘结构相对应的反结构；

结合附图1，其中吸附吸盘包括吸盘主体，吸盘主体分两部分，底部为与抓握主体相接触的漏斗形器2，顶部为具有中空结构的主吸盘器1，所述漏斗形器2的下端开口，漏斗形器2上端与主吸盘器1通过吸盘口相连并围成吸盘内部腔室，主吸盘器1的内壁面向下形成有内部凸起3；

结合附图3、4，相应的模具本体分为两个部分，底部为与所述漏斗形器2相匹配的第一成型空腔6，顶部为与所述主吸盘器1相匹配的第二成型空腔7，第二成型空腔7上设有与内部凸起3相匹配的第三成型空腔8，第一成型空腔6、第二成型空腔7、第三成型空腔8相连通形成成型空腔，第二成型空腔7的顶部开设注塑口9。

在本发明的实施例一中，所述模具本体为一体式结构，模具本体分为两个部分，浇注平板4以及结构阵列5，浇注平板4部分对应有注塑口9，浇注平板4以及结构阵列5部分相连接，结构阵列5部分主体为圆柱体，内部结构为与吸附吸盘结构相对应的反结构。

在本发明的实施例二中，所述模具本体为拼接分体式结构，模具本体分为三个部分：上模、下模以及框架，上模上开设注塑口9，上模、下模各相对两侧垂直向下延伸出一定长度一定厚度，以此进行拼接，上模结构部分尺寸符合所制备吸附吸盘外轮廓尺寸，下模结构部分尺寸符合所制备吸盘内轮廓尺寸，上模、下模通过各自结构部分围成成型空腔为所制备吸盘结构，框架对拼接后的模具进行固定。

在本发明的实施例三中，所述模具本体为嵌入分体式结构，模具本体分为上模、下模两个部分；其中上模分为两个部分：浇注平板4以及结构阵列5部分，浇注平板4包含注塑口9，上模主体为圆柱体状，内部结构符合所要制备吸盘的外部轮廓尺寸；与上模结构部分相对应，下模有两种形式，底表面分布圆环状凹槽或无凹槽，使上模底部可以插入下模中或与之贴合，上模结构部分尺寸符合所制备吸附吸盘外轮廓尺寸，下模结构部分尺寸符合所制备吸附吸盘内轮廓尺寸，上模、下模通过各自结构部分围成成型空腔为所制备吸盘结构。

浇注平板4以及结构阵列5，浇注平板4部分对应有注塑口9，浇注平板4以及结构阵列5部分相连接，结构阵列5部分主体为圆柱体，内部结构为与吸附吸盘结构相对应的反结构。

拼接分体式模具主要分为三部分：上模、下模以及框架。拼接分体式模具无浇注平板4，上下模各相对两侧垂直向下延伸出一定长度一定厚度，以此进行拼接。上模结构部分尺寸符合所制备吸盘外轮廓尺寸，下模结构部分尺寸符合所制备吸盘内轮廓尺寸，上下模通过各自结构部分围成空隙为所制备吸盘结构，框架对拼接后的模具进行固定。上下模整体尺寸：长度为20~500 mm，宽度为20~500 mm，框架厚度为1~5 mm，延伸部分长度3~20 mm，厚度1~5 mm。

本发明另提供一种水下吸附吸盘模具的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1. 设计并利用3D打印技术制备水下吸附吸盘模具，

步骤S2. 在得到的模具基础上浇注材料，脱模制得吸盘。

可选地，步骤S2包括如下步骤：

S201. 使用聚氨酯橡胶弹性体、有机硅橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶等按各自成分比例进行混合；

S202. 将S1物料混合搅匀后进行抽真空至无气泡或无较大气泡且气泡均匀，再浇注到通过3D打印技术制得的上述模具中；

S203. 再次抽真空至无气泡后在常温下静置固化12~24小时，脱模即可得到目标吸盘。

实施例一：

如附图1、2所示，本实施例涉及的吸盘模具为一体式模具。模具整体高度为7.82mm，浇注平板4部分整体长52 mm，宽52 mm，四周外壁厚度为1 mm，高度为5 mm。该一体体式模具所制备的吸盘主体型式为扁平型，底面半径为2.5 mm，顶部结构为椭球体，其截面尺寸长半轴为1.5 mm，短半轴为1 mm，内部凸起3为椭球体，其截面尺寸长半轴为0.6 mm，短半轴为0.49 mm。吸盘内壁与水平底面夹角为24°，底部边缘宽度为1.2 mm。

实施例二：

如附图5、6所示，本实施例涉及的吸盘模具为拼接分体式模具。上模整体长53.83mm，宽50 mm，平板厚3.8 mm；延伸部分长2 mm，宽2 mm；下模整体长53.95 mm，宽53.79 mm，平板厚1 mm；延伸部分长5.78 mm，宽2 mm；框架长64.51 mm，宽64.09 mm，高6.78 mm，厚5.4mm。该拼接分体式模具所制备的吸盘主体型式为扁平型，底面半径为2.5 mm，顶部结构为椭球体，其截面尺寸长半轴为1.5 mm，短半轴为1 mm，凸起为椭球体，其截面尺寸长半轴为0.6mm，短半轴为0.49 mm。吸盘内壁与水平底面夹角为24°，底部边缘宽度为0.8 mm。

实施例三：

如附图7、8所示，本实施例涉及的吸盘模具为嵌入分体式模具。上模整体长59 mm，宽59 mm，高16.07 mm，平板厚3 mm；外壁高5 mm，厚4.5 mm；下模整体长60 mm，宽60 mm，外壁厚4.5 mm，高11.27 mm，凹槽宽1 mm，深1 mm。该一体式模具所制备的吸盘主体型式样式为扁平型，盘底面半径为10 mm，顶部结构为椭球体（此部分与浇注平板4融合），其截面尺寸长半轴为6 mm，短半轴为4mm，凸起也均为椭球体，其截面尺寸长半轴为3 mm，短半轴为2.36mm，底部边缘宽度为3 mm，吸盘内壁与水平底面夹角为24°，图中标号3表示吸盘外部轮廓，对应上模结构部分；标号4表示吸盘内部轮廓（空腔部分），对应下模结构部分。

实施例四：

将3D打印得到的嵌入分体式模具先使用清水清洗2~3次，再用乙醇清洗2~3次，静置自然晾干。清洗干净晾干后，使用脱模剂对模具进行喷涂，静置备用。称取一定量聚氨酯材料。将聚氨酯橡胶弹性体材料中A、B组分在常温下按1:1混合，混合后搅拌均匀进行抽真空，直至无大气泡出现或气泡均匀。将抽真空后的聚氨酯混合组分浇注到处理好的嵌入分体式模具中，再次进行抽真空，直至无气泡出现。取出浇注好的模具，静置与水平面，常温固化24 h后脱模得到如图9所示吸盘阵列，整体吸附强度可达到40 KPa以上。

Claims (6)

1.一种水下吸附吸盘模具，包括模具本体，其特征在于，模具本体内部形成有成型空腔，且该成型空腔为与待加工的吸附吸盘结构相对应的反结构；

其中吸附吸盘包括吸盘主体，吸盘主体分两部分，底部为与抓握主体相接触的漏斗形器（2），顶部为具有中空结构的主吸盘器（1），所述漏斗形器（2）的下端开口，漏斗形器（2）上端与主吸盘器（1）通过吸盘口相连并围成吸盘内部腔室，主吸盘器（1）的内壁面向下形成有内部凸起（3）；

相应的模具本体分为两个部分，底部为与所述漏斗形器相匹配的第一成型空腔（6），顶部为与所述主吸盘器相匹配的第二成型空腔（7），第二成型空腔（7）上设有与内部凸起相匹配的第三成型空腔（8），第一成型空腔（6）、第二成型空腔（7）、第三成型空腔（8）相连通形成成型空腔，第二成型空腔（7）的顶部开设注塑口（9）。

2.根据权利要求1所述的一种水下吸附吸盘模具，其特征在于，所述模具本体为一体式结构，模具本体分为两个部分，浇注平板（4）以及结构阵列（5），浇注平板（4）部分对应有注塑口（9），浇注平板（4）以及结构阵列（5）部分相连接，结构阵列（5）部分主体为圆柱体，内部结构为与吸附吸盘结构相对应的反结构。

3.根据权利要求1所述的一种水下吸附吸盘模具，其特征在于，所述模具本体为拼接分体式结构，模具本体分为三个部分：上模、下模以及框架，上模上开设注塑口（9），上模、下模各相对两侧垂直向下延伸出一定长度一定厚度，以此进行拼接，上模结构部分尺寸符合所制备吸附吸盘外轮廓尺寸，下模结构部分尺寸符合所制备吸盘内轮廓尺寸，上模、下模通过各自结构部分围成成型空腔为所制备吸盘结构，框架对拼接后的模具进行固定。

4.根据权利要求1所述的一种水下吸附吸盘模具，其特征在于，所述模具本体为嵌入分体式结构，模具本体分为上模、下模两个部分；其中上模分为两个部分：浇注平板（4）以及结构阵列（5）部分，浇注平板（4）包含注塑口（9），上模主体为圆柱体状，内部结构符合所要制备吸盘的外部轮廓尺寸；与上模结构部分相对应，下模有两种形式，底表面分布圆环状凹槽或无凹槽，使上模底部可以插入下模中或与之贴合，上模结构部分尺寸符合所制备吸附吸盘外轮廓尺寸，下模结构部分尺寸符合所制备吸附吸盘内轮廓尺寸，上模、下模通过各自结构部分围成成型空腔为所制备吸盘结构。

5.一种水下吸附吸盘模具的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1. 设计并利用3D打印技术制备水下吸附吸盘模具，

水下吸附吸盘模具包括模具本体，模具本体内部形成有成型空腔，且该成型空腔为与待加工的吸附吸盘结构相对应的反结构；

其中吸附吸盘包括吸盘主体，吸盘主体分两部分，底部为与抓握主体相接触的漏斗形器（2），顶部为具有中空结构的主吸盘器（1），所述漏斗形器（2）的下端开口，漏斗形器（2）上端与主吸盘器（1）通过吸盘口相连并围成吸盘内部腔室，主吸盘器（1）的内壁面向下形成有内部凸起（3）；

相应的模具本体分为两个部分，底部为与所述漏斗形器相匹配的第一成型空腔（6），顶部为与所述主吸盘器相匹配的第二成型空腔（7），第二成型空腔（7）上设有与内部凸起相匹配的第三成型空腔（8），第一成型空腔（6）、第二成型空腔（7）、第三成型空腔（8）相连通形成成型空腔，第二成型空腔（7）的顶部开设注塑口（9）；

步骤S2. 在得到的模具基础上浇注材料，脱模制得吸盘。

6.一种水下吸附吸盘模具的制备方法，其特征在于，步骤S2包括如下步骤：

S201. 可用于浇筑制备吸盘的材料包括聚氨酯橡胶弹性体材料、有机硅橡胶材料、丁腈橡胶材料、丁苯橡胶材料等；

S202. 将上述制备吸盘材料的液态原材料按产品配方混合搅匀后进行抽真空至无气泡或无较大气泡且气泡均匀，再浇注到通过3D打印技术制得的上述模具中；

S203. 再次抽真空至无气泡后在常温下静置固化12~24小时，脱模即可得到目标吸盘。

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