CN112622300A - 一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法，包括混料、压制、振动成型、加热固化，在压制工艺环节采用滚压方法；滚压装置采用上、下两组对应的辊轮组，每一个辊轮组的辊轮能够自身围绕其轴心转动；每组辊轮采用封闭循环的回转式结构进行巡回转动；在滚压装置上设置有振动装置；物料经输送装置送至并通过上、下两组辊轮之间在受振动的同时经重复连续滚压、碾压成型。本发明具有生产成本低、生产效率高、能耗低，产品质量稳定的显著优点。

Description

一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法
技术领域
本发明涉及光学材料加工工艺领域，特别涉及一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法。
背景技术
上世纪80年代初从欧洲发明了石英石人造板材，该板材主要成分为天然石英(Si02)，其含量高达93 %，其他成份分别为矿物质料，树脂、复合剂和添加剂。该石英石人造板材的生产方式采用了单件真空振动压制，升温复合外形处理成形工艺方法，该石英板材无论是光泽，质感，纹理，颜色稳定性理化性能指标和对各种该体物质的防渗防污能力是天然石材，合成石及其他人造石无法比拟的。因此，上市以来该石英板材产品在全球范围被广泛应用于建筑屋内屋外墙面，地面以及台面的最理想的装饰材料。但采用真空振动单片式压制，其生产成本十分高昂。近些年来，该材料应用发展出现滞缓，其原因是采用该生产方法的设备十分昂贵，其设备技术也封闭。近几年来一些国家的石材机械制造商也纷纷效仿欧洲设备的基本原理开发真空振压机生产石材的方法，但因技术工艺难度高，而且开发的设备生产成本也十分高昂，所以一直不够成熟。
欧洲制造石英板材的方法及工作原理如下：
1.将90%以上的石英材料与其色料，树脂辅料在一个混合搅拌机混合；
2.将混合好的石英材料按单片定量布在真空振动成型机上，产品的基本规格长，宽为3290*1650厚度为10mm〜30mm不等面积五个多平方米，振动成型机将这五个多平方的石英材料在抽真空的状态下进行振动施压，振动器是一个和基本规格差不多大的钢块，重30〜50T钢块上有一组100kw左右的振动电机组，振动块在四个导柱稳固下做1500Hz〜3600Hz振动。同时振动块上有一组油缸或气缸加压，使之振动力和压力传递到振动块下面的石英矿物料上。在真空振动和加压的情况下将石英矿物料振压密实，排除空洞或气孔，达到成型的目的。从布料开始，全过程大约需要10〜20分钟。
3.然后再将其预压成型的石英石板块运送到一个另外设置的井式（或隧道式）的加热装置里进行固化。
以上现有的这种真空振压成型方法存在以下不足。
1)使用该方法的成型设备维修率高。该设备自身振动时的破坏性很强，设备维护费高，所有部件极易损坏。设备的生产效率低。
2)使用该方法一台设备24小时最多压制150块板才，还达不到500米。
3)使用该方法设备的能耗高。该方法设备的装机容量不小于150kwA。
4)该方法的生产设备对环境的影响大。在生产过程中产生极大的振动，发出巨大的机械噪音，对操作者的危害很大，其工作环境非常恶劣。
5)该方法无法生产有连续性的花纹。
6)使用该方法产品的生产成本高。维护费、能耗高、产量低，加之整体振动的稳定性难控制，造成产品的不平整，正反面都需要留较大的加工余量。
所以，针对现有技术存在的不足，有必要设计一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法，以解决上述问题。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法，包括混料、压制、振动成型、加热固化，在压制工艺环节采用滚压方法；滚压装置采用上、下两组对应的辊轮组，每一个辊轮组的辊轮能够自身围绕其轴心转动；每组辊轮采用封闭循环的回转式结构进行巡回转动；在滚压装置上设置有振动装置；物料经输送装置送至并通过上、下两组辊轮之间在受振动的同时经重复连续滚压、碾压成型。
优选的：滚压装置采用的上、下两组对应的辊轮组距离可调。
优选的：滚压装置的每一辊轮组有四个以上的辊轮；输送装置设置为上、下两套皮带轮传送带；滚压装置设置在传送带背面。
优选的：采用一体化设备，在滚压装置后设置加热装置，使滚压成型的板材立即进入加热固化工艺环节。
优选的：上滚压装置滚压面与下工作平面存在一个开式夹角a为3°-10°。
由于上述技术方案运用，本发明具有的有益效果为：
1.在振动中经连续滚碾挤压后，石英石板材平整度高，厚度均匀，厚度误差不超过0. 2mm，所以大大降低了单位面积的投料量。
2.本发明方法生产的产品质量高。石英石板料中的树脂投入量不超过8. 5%，经连续滚碾挤压后，能够充分将物料中的气体排出及压紧成型，板料密实度极高，接近理论值3.85T每平方米。
3.本发明方法生产效率高。该方法每分钟的产品是1. 5米〜3. 5米取中间计算，二十四小时产量为2880米，是目前欧洲生产方法产量的5倍。
4.本发明方法耗电量小，整机容量不大于15kw。
5.本发明方法采用的设备简单、方法实用，不仅适用于石英石板料的成型，也可适用于其它一些人造板材的成型生产。
附图说明
图1为本发明方法原理示意图；
图2为利用本发明方法的设备示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
见图1、图2,一种人造石英板材成型工艺方法，包括混料、压制、振动成型、加热固化，其特征是：在压制工艺环节采用滚压方法；滚压装置1采用上、下两组对应的辊轮组，每一个辊轮组的辊轮2能够自身围绕其轴心转动；每组辊轮采用封闭循环的回转式结构进行巡回转动；在滚压装置上设置有振动装置3 ;物料经输送装置4送至并通过上、下两组辊轮之间在受振动的同时经重复连续滚压、碾压成型。
本发明滚压装置采用的上、下两组对应的辊轮组距离可调。
本发明滚压装置的每一辊轮组有四个以上的辊轮2 ;输送装置设置为上、下两套皮带轮传送带5、6 ；滚压装置设置在传送带背面。
本发明还可采用一体化设备，在输送装置传送带前端设置有上、下复膜装置7、8,在滚压装置后设置加热装置9,使滚压成型的板材立即进入加热固化工艺环节。
本发明的上滚压装置的滚压面与下工作平面存在一个开式夹角a为3°〜10°，以利物料通过。
本发明方法是利用上、下两组辊轮既自身围绕轴心转动，辊轮组又连续回转重复滚碾压的方式来完成对石英板材的连续成型过程。上、下滚压装置可直接对物料进行滚压成型加工，但采用滚压装置设置在输送背面，更加利于石英板材的成型质量。为了保证刚性支撑，在上、下皮带轮传送带5、6的背面设置有支撑托辊10。
本发明石英砂混合物料在松散状态下堆积厚度在80mm以下，只需施加1. 5kg每平方厘米的力就能将料净压成块。该预压块状体在加热固化后便可以达到石英板的密度要求。
本发明方法采用擀面杖擀面和压路机压路的重复碾压滚压的原理和方法，采用上下连续对布料进行滚、碾、挤压，使布料在滚、碾、挤压同时振动后，定厚与加热成型一体完成，形成连续生产。整个生产过程分为两阶段，前一阶段设备的挤压装置对物料进行滚碾平，振实，排气及压紧成型，后一阶段是通过高效热交换加热装置，将输送带上的成型板加热固化，实现连续生产。
本发明方法的实施例可在一成型设备工作台上下各安装一组带振动装置的滚压装置，滚压装置一般可由30〜40个辊轮组成，上下辊轮组各形成一个封闭循环的回转式链式结构，并与振动电机连接；链条由链轮带动，链轮由驱动电机驱动；在输送物料的上下输送带背面设置有托辊，以保证刚性支撑。物料由输送装置送至上下滚压装置之间，通过上下滚压装置对物料进行滚碾挤压成型后再进行加热固化。工作台上下间隙可由一升降装置调节。
具体加工方法是在确定了石料板材产品要求的厚度后，调整上下辊轮组的入口距离及高度间隙，调整方式可采用升降上工作台；为了便于物料进入滚压装置，将上辊轮组与工作平面设有一个开式夹角a为3°〜10°，再将板材混合物料布料输送带送至上下输送带之间。混合物料入口的高度间隙一般是产品厚度的2〜3倍，进入到滚压区域时，物料受到振动，碾压，挤压；上下输送带间隙因存在的一开式角度使高度间隙逐步减小，通过了上述工艺过程后石英混合料已挤压到规定的厚度，该厚度也就达到了产品要求的密度。将挤压成型的石英混合料送至加热区段进行加热。在这段加热过程中石英混合料慢慢固化强度逐步上升，确保在出该段后完全固化，从而实现了连续成型固化过程。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神和技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法，包括混料、压制、振动成型、加热固化，其特征是：在压制工艺环节采用滚压方法；滚压装置采用上、下两组对应的辊轮组，每一个辊轮组的辊轮能够自身围绕其轴心转动；每组辊轮采用封闭循环的回转式结构进行巡回转动；在滚压装置上设置有振动装置；物料经输送装置送至并通过上、下两组辊轮之间在受振动的同时经重复连续滚压、碾压成型。
2.根据权利要求1所述的一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法，其特征是：滚压装置采用的上、下两组对应的辊轮组距离可调。
3.根据权利要求1所述的一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法，其特征是：滚压装置的每一辊轮组有四个以上的辊轮；输送装置设置为上、下两套皮带轮传送带；滚压装置设置在传送带背面。
4.根据权利要求1所述的一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法，其特征是：采用一体化设备，在滚压装置后设置加热装置，使滚压成型的板材立即进入加热固化工艺环节。
5.根据权利要求1所述的一种大口径熔石英玻璃光学材料低损伤快速成型方法，其特征是：上滚压装置滚压面与下工作平面存在一个开式夹角a为3°-10°。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101717180A (zh) * 2009-12-24 2010-06-02 王勇刚 一种人造石英板材成型工艺方法
CN101717181A (zh) * 2009-12-24 2010-06-02 王勇刚 一种连续人造石英板材成型生产设备
CN201559243U (zh) * 2009-12-24 2010-08-25 王勇刚 一种人造石板材成型装置

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