CN114986856A - 用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，包括压头，所述压头的底部卡接底板，所述压头的底部开设加热腔，所述加热腔的内部固定连接加热板，所述底板的内部开设冷却通道，所述底板的两侧开设与冷却通道相通的开口。该用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置及方法，通过在底板内部开设冷却通道，压模时，底板和底模将高分子磁性材料夹持，加热板对加热腔中的气体进行加热，热量传递给底板，帮助高分子磁性材料塑形，待塑形完毕后，加热板停止加热，鼓风管向冷却通道内吹入高速气流，使底板快速冷却，也使高分子磁性材料快速定型，如此加快了高分子磁性材料的压模速度，也防止高分子磁性材料冷却过程中变形。
Description
技术领域
本发明涉及高分子磁性材料的模压技术领域，具体为用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置及方法。
背景技术
高分子磁性复合材料是指以高分子材料与各种无机磁性物质通过混合、粘结、填充复合、表面复合、层积复合等方式制得的磁性体，目前已具有较好的实际应用价值，而且前景广阔；
模压成型是制备表面呈微结构的高分子磁性复合材料常用的方法，借助表面具备微特征结构的热压板进行大面积模压。
经检索，中国专利号CN 107662330 A公开了一种用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置及方法，通过模压装置与电磁加热装置有机融合，电磁加热装置产生交变磁场，高频金属导磁体切割磁力线后温度快速升高，克服了现有技术采用电阻加热或电加热棒加热所带来的技术缺陷，达到了缩短高分子磁性复合材料的模压成型周期、节能环保，加工过程稳定可靠且操作方便，电热能量转换效率高，加热速度快，热量分布均匀的目的；
上述方案生产的产品压模后温度较高，在冷却过程中容易变形，同时加工设备热量损失严重，因此提出了一种用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置及方法。
发明内容
为了克服产品压模后温度较高，在冷却过程中容易变形，同时加工设备热量损失严重问题，本发明的目的在于提供用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置及方法，具有产品不变形，热量损失少的作用。
本发明为实现技术目的采用如下技术方案：用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，包括压头，所述压头的底部卡接底板，所述压头的底部开设加热腔，所述加热腔的内部固定连接加热板，所述底板的内部开设冷却通道，所述底板的两侧开设与冷却通道相通的开口；
作为优化，所述压头内部安装切换冷却状态和加热状态的隔断机构。
作为优化，所述底板覆盖在加热腔的开放处，所述加热腔的内部填充导热系数高于空气的气体；
作为优化，所述冷却通道均匀铺满底板，所述开口分为进口和出口，进口内插接鼓风管。
作为优化，所述隔断机构包括开设在加热腔顶壁的压力腔和滑动槽，所述压力腔的内部活动连接压力块；
作为优化，所述隔断机构还包括开设在压头内部的连通腔，所述滑动槽的内部活动连接导热杆，所述导热杆的内部开设通孔；
作为优化，所述压力腔和滑动槽之间开设安装槽，所述安装槽的内部转动连接齿轮。
作为优化，所述加热板的表面开设和压力腔、滑动槽对应的孔洞，所述压力腔外接压力气囊，所述压力块的顶部设置密封环。
作为优化，所述滑动槽与连通腔相通，所述通孔连通导热杆的首尾，所述连通腔外接动力风机，动力风机的抽吸力超过100Kmp。
作为优化，所述压力块和导热杆的外侧开设和齿轮对应的齿槽，压力块上齿槽的分布长度小于齿轮中心到底板的距离，导热杆上齿槽的分布长度大于齿轮中心到底板的距离；
作为优化，所述齿轮的表面设置调节机构。
作为优化，所述底板根据需要加工的形状设置成对应的曲面，底板曲折处和平坦处所用材料不同，曲折处的热导系数大于平坦处热导系数。
作为优化，所述调节机构包括开设在齿轮表面的收纳槽，所述收纳槽的内部固定连接压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端固定连接齿牙。
用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压方法，步骤包括：
S1、根据加工需求选择对应形状的底板，并将底板安装到压头上；
S2、将高分子磁性材料放置在底模上，加热板开始加热，同时动力风机向连通腔内鼓气，压力超过100Kmp后停止；
S3、压头带到底板下压，和底模配合，对高分子磁性材料进行塑形；
S4、塑形完毕后，加热板停止加热，同时动力风机将连通腔内气体抽出，鼓风管向冷却通道内吹入大量冷空气；
S5、底板冷却后，压头带动其与底模分开，完成压模加工。
本发明具备以下有益效果：
1、该用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置及方法，通过在底板内部开设冷却通道，压模时，底板和底模将高分子磁性材料夹持，加热板对加热腔中的气体进行加热，热量传递给底板，帮助高分子磁性材料塑形，待塑形完毕后，加热板停止加热，鼓风管向冷却通道内吹入高速气流，使底板快速冷却，也使高分子磁性材料快速定型，如此加快了高分子磁性材料的压模速度，也防止高分子磁性材料冷却过程中变形。
2、该用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置及方法，通过在加热腔内安装导热杆，在加热板对加热腔内气体加热时，动力风机向连通腔内注入气体，使连通腔和加热腔内的气压升高，如此可以提高气体的导热效果，加快加热速度；
而随着加热腔内气压的升高，压力块被推入压力腔内，压力块向上移动通过齿轮带到导热杆向下移动与底板接触，如此导热杆把加热板的热量传递给底板，进一步加快了热量传递速度；
冷却时，动力风机抽吸连通腔内的气体，使连通腔和加热腔内的气压降低，压力块被吸出压力腔，压力块向下移动通过齿轮带到导热杆向上移动与底板分离，如此隔断加热板和底板之间的热量传播途径，减少了热量流失。
3、该用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置及方法，通过在底板曲折处和平坦处使用不同的材料，且曲折处的热导系数大于平坦处热导系数；
如此使底板曲折处的温度和加热速度都高于平坦处，让高分子磁性材料的曲折处得到更快的加热和更高的温度，这样材料可以快速软化，不会因变形拉伸出现裂纹或断口，保障了产品质量。
4、该用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置及方法，通过设置可以活动的齿牙，正常使用时，齿轮作为压力块和导热杆之间的传动结构，当一根导热杆与底板接触时，无法再移动，此时压力块再移动，会通过压力将齿牙推入收纳槽，如此在底板根据加工要求改变的不曲折时，装置仍可使用，且不影响热量传递速度。
附图说明
图1为本发明用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置示意图。
图2为本发明用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置底板内部示意图。
图3为本发明用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置加热腔内部示意图。
图4为本发明用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置剖视图。
图5为本发明用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置图4中A处放大图。
图6为本发明用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置齿轮示意图。
图7为本发明用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置调节机构示意图。
图中：1、压头；2、底板；3、加热腔；4、加热板；5、冷却通道；6、开口；7、隔断机构；71、压力腔；72、压力块；73、连通腔；74、滑动槽；75、导热杆；76、通孔；77、安装槽；78、齿轮；8、调节机构；81、收纳槽；82、压缩弹簧；83、齿牙。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例1
请参阅图1-3，用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，包括压头1，压头1的底部卡接底板2，压头1的底部开设加热腔3，加热腔3的内部固定连接加热板4，底板2的内部开设冷却通道5，底板2的两侧开设与冷却通道5相通的开口6；
压头1和底板2的底部设置与底板2对应的底模；
底板2覆盖在加热腔3的开放处，加热腔3的内部填充导热系数高于空气的气体，这种气体可以是氢、氦、氖其中的一种或混合；
冷却通道5均匀铺满底板2，开口6分为进口和出口，进口内插接鼓风管
通过在底板2内部开设冷却通道5，压模时，底板2和底模将高分子磁性材料夹持，加热板4对加热腔3中的气体进行加热，热量传递给底板2，帮助高分子磁性材料塑形，待塑形完毕后，加热板4停止加热，鼓风管向冷却通道5内吹入高速气流，使底板2快速冷却，也使高分子磁性材料快速定型，如此加快了高分子磁性材料的压模速度，也防止高分子磁性材料冷却过程中变形。
实施例2
请参阅图1-5，用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，包括压头1，压头1的底部卡接底板2，压头1的底部开设加热腔3，加热腔3的内部固定连接加热板4，底板2的内部开设冷却通道5，底板2的两侧开设与冷却通道5相通的开口6；
压头1内部安装切换冷却状态和加热状态的隔断机构7。
底板2覆盖在加热腔3的开放处，加热腔3的内部填充导热系数高于空气的气体；
冷却通道5均匀铺满底板2，开口6分为进口和出口，进口内插接鼓风管。
隔断机构7包括开设在加热腔3顶壁的压力腔71和滑动槽74，压力腔71的内部活动连接压力块72；
隔断机构7还包括开设在压头1内部的连通腔73，滑动槽74的内部活动连接导热杆75，导热杆75的内部开设通孔76；
压力腔71和滑动槽74之间开设安装槽77，安装槽77的内部转动连接齿轮78。
加热板4的表面开设和压力腔71、滑动槽74对应的孔洞，压力腔71外接压力气囊，压力块72的顶部设置密封环。
滑动槽74与连通腔73相通，通孔76连通导热杆75的首尾，如此保持导热杆75两端气压平衡，不影响移动；
连通腔73外接动力风机，动力风机的抽吸力超过100Kmp，如此可以将加热腔3内的气体全部吸出。
压力块72和导热杆75的外侧开设和齿轮78对应的齿槽，压力块72上齿槽的分布长度小于齿轮78中心到底板2的距离，如此压力块72始终不会和底板2接触，防止压力块72不能被压力推回，导热杆75上齿槽的分布长度大于齿轮78中心到底板2的距离，如此保证了热量传递；
通过在加热腔3内安装导热杆75，在加热板4对加热腔3内气体加热时，动力风机向连通腔73内注入气体，使连通腔73和加热腔3内的气压升高，如此可以提高气体的导热效果，加快加热速度；
而随着加热腔3内气压的升高，压力块72被推入压力腔71内，压力块72向上移动通过齿轮78带到导热杆75向下移动与底板2接触，如此导热杆75把加热板4的热量传递给底板2，进一步加快了热量传递速度；
冷却时，动力风机抽吸连通腔73内的气体，使连通腔73和加热腔3内的气压降低，压力块72被吸出压力腔71，压力块72向下移动通过齿轮78带到导热杆75向上移动与底板2分离，如此隔断加热板4和底板2之间的热量传播途径，减少了热量流失。
实施例3
请参阅图1-7，用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，包括压头1，压头1的底部卡接底板2，压头1的底部开设加热腔3，加热腔3的内部固定连接加热板4，底板2的内部开设冷却通道5，底板2的两侧开设与冷却通道5相通的开口6；
压头1内部安装切换冷却状态和加热状态的隔断机构7。
底板2覆盖在加热腔3的开放处，加热腔3的内部填充导热系数高于空气的气体；
冷却通道5均匀铺满底板2，开口6分为进口和出口，进口内插接鼓风管。
隔断机构7包括开设在加热腔3顶壁的压力腔71和滑动槽74，压力腔71的内部活动连接压力块72；
隔断机构7还包括开设在压头1内部的连通腔73，滑动槽74的内部活动连接导热杆75，导热杆75的内部开设通孔76；
压力腔71和滑动槽74之间开设安装槽77，安装槽77的内部转动连接齿轮78。
加热板4的表面开设和压力腔71、滑动槽74对应的孔洞，压力腔71外接压力气囊，压力块72的顶部设置密封环。
滑动槽74与连通腔73相通，通孔76连通导热杆75的首尾，连通腔73外接动力风机，动力风机的抽吸力超过100Kmp。
压力块72和导热杆75的外侧开设和齿轮78对应的齿槽，压力块72上齿槽的分布长度小于齿轮78中心到底板2的距离，导热杆75上齿槽的分布长度大于齿轮78中心到底板2的距离；
齿轮78的表面设置调节机构8。
底板2根据需要加工的形状设置成对应的曲面，底板2曲折处和平坦处所用材料不同，曲折处的热导系数大于平坦处热导系数。
如此使底板2曲折处的温度和加热速度都高于平坦处，让高分子磁性材料的曲折处得到更快的加热和更高的温度，这样材料可以快速软化，不会因变形拉伸出现裂纹或断口，保障了产品质量。
调节机构8包括开设在齿轮78表面的收纳槽81，收纳槽81的内部固定连接压缩弹簧82，压缩弹簧82的一端固定连接齿牙83。
通过设置可以活动的齿牙83，正常使用时，齿轮78作为压力块72和导热杆75之间的传动结构，当一根导热杆75与底板2接触时，无法再移动，此时压力块72再移动，会通过压力将齿牙83推入收纳槽81，如此在底板2根据加工要求改变的不曲折时，装置仍可使用，且不影响热量传递速度。
用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压方法，步骤包括：
S1、根据加工需求选择对应形状的底板2，并将底板2安装到压头1上；
S2、将高分子磁性材料放置在底模上，加热板4开始加热，同时动力风机向连通腔73内鼓气，压力超过100Kmp后停止；
S3、压头1带到底板2下压，和底模配合，对高分子磁性材料进行塑形；
S4、塑形完毕后，加热板4停止加热，同时动力风机将连通腔73内气体抽出，鼓风管向冷却通道5内吹入大量冷空气；
S5、底板2冷却后，压头1带动其与底模分开，完成压模加工。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，包括压头(1)，所述压头(1)的底部卡接底板(2)，所述压头(1)的底部开设加热腔(3)，所述加热腔(3)的内部固定连接加热板(4)，其特征在于：所述底板(2)的内部开设冷却通道(5)，所述底板(2)的两侧开设与冷却通道(5)相通的开口(6)；
所述压头(1)内部安装切换冷却状态和加热状态的隔断机构(7)。
2.根据权利要求1所述的用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，其特征在于：所述底板(2)覆盖在加热腔(3)的开放处，所述加热腔(3)的内部填充导热系数高于空气的气体；
所述冷却通道(5)均匀铺满底板(2)，所述开口(6)分为进口和出口，进口内插接鼓风管。
3.根据权利要求1所述的用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，其特征在于：所述隔断机构(7)包括开设在加热腔(3)顶壁的压力腔(71)和滑动槽(74)，所述压力腔(71)的内部活动连接压力块(72)；
所述隔断机构(7)还包括开设在压头(1)内部的连通腔(73)，所述滑动槽(74)的内部活动连接导热杆(75)，所述导热杆(75)的内部开设通孔(76)；
所述压力腔(71)和滑动槽(74)之间开设安装槽(77)，所述安装槽(77)的内部转动连接齿轮(78)。
4.根据权利要求3所述的用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，其特征在于：所述加热板(4)的表面开设和压力腔(71)、滑动槽(74)对应的孔洞，所述压力腔(71)外接压力气囊，所述压力块(72)的顶部设置密封环。
5.根据权利要求3所述的用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，其特征在于：所述滑动槽(74)与连通腔(73)相通，所述通孔(76)连通导热杆(75)的首尾，所述连通腔(73)外接动力风机，动力风机的抽吸力超过100Kmp。
6.根据权利要求3所述的用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，其特征在于：所述压力块(72)和导热杆(75)的外侧开设和齿轮(78)对应的齿槽，压力块(72)上齿槽的分布长度小于齿轮(78)中心到底板(2)的距离，所述导热杆(75)上齿槽的分布长度大于齿轮(78)中心到底板(2)的距离。
7.根据权利要求6所述的用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，其特征在于：所述底板(2)根据需要加工的形状设置成对应的曲面，底板(2)曲折处和平坦处所用材料不同，曲折处的热导系数大于平坦处热导系数；
所述齿轮(78)的表面设置调节机构(8)。
8.根据权利要求7所述的用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压装置，其特征在于：所述调节机构(8)包括开设在齿轮(78)表面的收纳槽(81)，所述收纳槽(81)的内部固定连接压缩弹簧(82)，所述压缩弹簧(82)的一端固定连接齿牙(83)。
9.用于表面呈微纳结构的高分子磁性材料的模压方法，其特征在于，步骤包括：
S1、根据加工需求选择对应形状的底板(2)，并将底板(2)安装到压头(1)上；
S2、将高分子磁性材料放置在底模上，加热板(4)开始加热，同时动力风机向连通腔(73)内鼓气，压力超过100Kmp后停止；
S3、压头(1)带到底板(2)下压，和底模配合，对高分子磁性材料进行塑形；
S4、塑形完毕后，加热板(4)停止加热，同时动力风机将连通腔(73)内气体抽出，鼓风管向冷却通道(5)内吹入大量冷空气；
S5、底板(2)冷却后，压头(1)带动其与底模分开，完成压模加工。
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