CN115870502A - 一种有模自流平基板成型方法、智能设备及用法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有模自流平基板成型方法、智能设备及用法，该方法所采用的智能设备包括尾气排除模块、进料模块、制坯模块、烘干模块、取出模块、工控模块以及智能感知模块。所有生产环节均在密闭空间中完成，可完全替代由流延机、烘干机、卷带机、热切机和叠层机组成的复杂机组生产片状坯材，具有集成度高、结构紧凑、占地面积小、用工人数少、无需无尘车间、产量高、产品厚度均匀、原料浪费少、净尺寸加工、产品一致性好、后续冷加工简单、良品率高和生产成本低等优势。

Description

一种有模自流平基板成型方法、智能设备及用法

技术领域

本发明涉及工程材料成型领域，具体涉及一种有模自流平基板成型方法、智能设备及用法。

背景技术

成型是粉末冶金和陶瓷等粉末烧结材料制备过程中必不可少的重要环节。现有粉末冶金与陶瓷成型方法有压制成型、等静压成型、挤制成型、注浆成型、热压铸成型、轧模成型、流延成型、原位凝固成型等。

压制成形和流延成型是两种典型的基板成型方法。压制成型法具有设备结构紧凑和占地面积小的有点；流延成型也具有素坯厚度可控性好等优点。但是，由于压制成型存在浆料用量、厚度均匀性和表面粗糙度难以控制，加上压制过程中浆料容易四溢，较难实现净尺寸加工，目前主要使用流延成型法来制备板状或片状材料的素坯。然而，流延法存在浆料粘度控制复杂、易产生漏涂和坯材不均匀现象、流延机及烘道的轴向水平度和翘曲度难以保证、对离型膜的表面特征和力学性能要求高、素坯的切边浪费严重、后续卷带和热切工序易溅落碎屑、离型膜回收利用风险高、叠层过程中容易产生气泡、加工所需的无尘车间面积及体积大、运行成本高等弊端。这不但给基板良品率的提升埋下隐患，还造成用工人数多、生产成本高等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的缺点而提出的一种兼具压制成型法和流延成型法的优势、集成度高、占地面积小、原料浪费少、对浆料粘度要求低、素坯水平度和翘曲度可控、可净尺寸加工、设备自动化程度高、无碎屑溅落、基板厚度和密度处处均匀的新方法和新设备，来替代压制成型法和流延成型法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种有模自流平基板成型方法，该方法所采用的智能设备包括尾气排除模块、进料模块、制坯模块、烘干模块、取出模块、工控模块以及智能感知模块；所述进料模块与制坯模块的外部还设有保温外壳；所述尾气排除模块、进料模块、制坯模块、烘干模块、取出模块、工控模块、智能感知模块之间以电信号连接；所述智能感知模块通过所述工控模块控制其它模块工作；所述尾气排除模块、进料模块和制坯模块之间相互贯通设置，且由所述烘干模块、工控模块和智能感知模块联合调节温度；所述取出模块将所述制坯模块中的坯材取出；所述尾气排除模块将产生的尾气排除；所述制坯模块和取出模块中设有传递口模块；所述一种有模自流平基板成型方法步骤如下：

S11：由智能感知模块根据所述进料模块检测的预制浆料的含固率计算得到所需浆料的体积，再控制工控模块控制进料模块向置于壳体模块之内的充满N₂或Ar惰性气体制坯模块中注入所需体积的预制浆料；

S12：所述制坯模块中浆料在重力作用下自流平成浆体坯材；

S13：所述制坯模块将由进料模块注入的预制浆料的体积和液面高度反馈至智能感知模块并多还少补至浆料厚度和液面高度处处与理论所需值一致时，由智能感知模块通过工控模块启动烘干模块，将坯材烘干；

S14：烘干后的坯材由工控模块控制取出模块将坯材切断和脱落，再转进入下一道工序。

较佳的，所述进料模块设置在所述保温外壳的上部；所述进料模块的两侧上分别设置进料管孔和进气管孔；所述进料管孔内设有浆料进料软管；所述进气管孔设有高纯保护气体进气软管；所述浆料进料软管从所述进料管孔进入进料模块；所述高纯保护气体进气软管从所述进气管孔进入进料模块 ；所述浆料进料软管的末端上注浆头及精密计量流量泵；所述注浆头的下端还设有取样电磁阀；所述浆料进料软管的前端上还设有含固率自动检测仪以及取样口；所述进料模块的下部设有注浆头导轨；所述注浆头导轨内设有注浆X-Y滑轨；所述注浆头设置在所述X-Y滑轨的相交处；所述注浆X-Y滑轨上还设有与所述工控模块电信号连接的注浆伺服步进电机；所述进气软管与精密计量流量泵交界处设有与工控模块以电信号连接的、用于开关注浆头与精密计量流量泵之间的连通性的注浆电磁阀。

较佳的，所述制坯模块设置在所述保温外壳的下部；所述制坯模块内设有与工控模块以及智能感知模块电信号连接的测厚仪导轨；所述测厚仪导轨上设有测厚X-Y滑轨；所述测厚X-Y滑轨的交接处上还设有测厚仪激光头；所述制坯模块的右侧上设有第一传递口；所述制坯模块通过所述第一传递口与取出模块相联接；所述制坯模块的底部设有导热底板；所述导热底板的上方设有刚性底板；所述导热底板与所述刚性底板之间还设有传动装置；所述传动装置设有传动主动轴、滚轴、传动被动轴以及与所述传动主动轴 、滚轴、传动被动轴、以传动带相联接的传动伺服电机以及水平高度调节装置；所述滚轴均布设置在所述传动主动轴与所述传动被动轴之间；所述滚轴的间隔处均布设有制坯温度传感器；所述刚性底板上还设有由被动磁性材料制成的模具限位架；所述模具限位架内还设有由被动磁性材料制成的宫格栅栏；所述制坯宫格的外侧大小与所述模具限位架的单元格一致；所述刚性底板与模具限位架、制坯宫格之间设有与工控模块和智能感知模块以电信号连接的夹紧锁闭组件；所述制坯宫格内设有纵横相交的隔板；所述隔板上有形状相同底部开放的导通口；所述刚性底板与所述模具限位架之间可选设一层离型膜；所述刚性底板的两侧面上还设有与工控模块和智能感知模块以电信号连接的测平仪发射头和测平仪接收头。

较佳的，所述烘干模块设有保温封闭外壳包裹在外侧面上；所述烘干模块的中部设有均温网，并把所述烘干模块分成上下两部分；所述烘干模块下部的内侧壁上对称设有发热件支架；所述发热件支架上设置了发热件；所述烘干模块的底部还外接冷风管；所述冷风管上均匀设置多个冷风出口以及可调冷风电磁阀；所述烘干模块上部的内壁四周固定设置温度场扰流风扇；所述烘干模块上部还设有呼吸阀以及温控温度传感器；所述发热件、冷风管、可调冷风电磁阀、温度场扰流风扇和温度传感器与所述工控模块和智能感知模块以电信号连接。

较佳的，所述顶出模块的两侧上分别设有顶出传递入口装置以及顶出传递出口装置；所述顶出传递入口装置以及顶出传递出口装置上还设有激光定位器；所述顶出模块内还设有支撑架所述支撑架的两侧边上设有挂钩；所述支撑架的中部设有升降机构；所述升降机构包括升降板、升降螺杆以及升降驱动电机；所述升降螺杆通过连接杆固定设置在所述支撑架的中部；所述升降螺杆的底部与所述升降板固定连接；所述升降驱动电机的中部设有与所述升降螺杆相匹配的螺纹；所述升降板的底面上还设有顶出块；所述顶出块的数量与所述模具限位架内设置的单元格的数量一致。

较佳的，所述顶出块的顶部设有顶出块刀口；所述顶出块刀口呈楔形刀口向所述顶出块内凹陷设置；所述挂钩的下方还设有滑轮和挂钩电机；所述升降板由磁性体或主动电磁性材料制成。

一种有模自流平基板智能设备用法，所述用法具体步骤如下：

S21：利用水平高度调节装置和测平仪发射头和测平仪接收头调节刚性底板至水平；放入模具限位架和制坯宫格；通过夹紧锁闭组件使得模具限位架内不会有浆料流出；

S22：将预制好的浆料通过浆料进料软管经由进料管孔进入到进料模块内；通过取样口抽取流经浆料进料软管的浆料至含固率自动检测仪检测含固率并将数据上传至智能感知模块，得到每一个制坯宫格和模具限位架中全部制坯宫格所需浆料体积；然后工控模块控制注浆伺服步进电机使注浆头被注浆X-Y滑轨准确定位至每个制坯宫格的中心处，再打开注浆电磁阀通过注浆头把浆料注入至制坯宫格；每个制坯宫格注浆结束后通过高纯保护气体将注浆头内残余浆料吹出并关闭注浆电磁阀；制坯宫格内浆料通过导通口使宫格内的浆料自流平；完成注浆后，注浆X-Y滑轨把注浆头移动至注浆头导轨的角落，由工控模块控制测厚仪导轨对制坯宫格中所有浆料液面高度进行扫描，并把扫描数据上传至智能感知模块内计算判断制坯宫格内的浆料高度是否一致；如果是则进入下一步骤，否则启动注浆头对有缺陷的制坯宫格注入浆料；

S23：各宫格内浆料高度达到一致后，工控模块启动烘干模块中的发热件、冷风管、可调冷风电磁阀和温度场扰流风扇对置于模具限位架内的制坯宫格中的浆料按预设程序调节温度并通过导热底板把热量传递到设在刚性底板上的制坯宫格使制坯宫格内的浆料均匀烘干生成第一素坯；

S24：浆料烘干后，工控模块关闭烘干模块，同时打开制坯模块的传递口以及传递口，并控制启动传动装置，使载有模具限位架和制坯宫格的刚性底板通过传动主动轴、滚轴以及传动被动轴的配合下由制坯模块传送到取出模块内；在取出模块由工控模块通过挂钩上的滑轮和挂钩伺服电机进行移动并由激光定位器对刚性底板、模具限位架、制坯宫格和升降板进行精确定位；然后工控模块控制升降驱动电机通过升降螺杆向下，并利用顶出块及其上的楔形刀口对第一素坯进行切割；

S25：切割完成后，由磁性体或主动电磁性材料制成的顶出块和升降板将模具限位架以及制坯宫格回收再利用；然后打开传递口，把刚性底板和离型膜抽出进行脱模处理，经清洗后回收利用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）以自流平成型代替流延，可完美解决素坯的厚度和翘曲度不均匀的问题；同时省却卷带和手工叠层，免于苛求浆料粘度困扰。

（2）以有模成型替代热切，无热切裁边、无卷带工序，可实现基板坯材的净尺寸加工，避免切边浪费以及卷带、热切、叠层过程中碎屑物质和尘埃溅落，同时避免因卷曲产生内应力造成基板产生裂痕甚至断裂的风险。

（3）可使用诸如水基或单纯无水乙醇等无VOCs排放的环保溶剂，环保性和安全性更好，将尾气处理和溶剂回收简单化。

（4）以坯材一步成型替代多步成型，制坯模块中还可设置微负压，不但无漏涂和空洞之忧，而且使得微纳级的气泡大幅减少。

（5）以高度集成单体式加热烘干程式代替长达到数十米的流延烘道，可三维立体全封闭组装，占地面积小，可以不用无尘车间或者无尘车间的空间利用率高。

附图说明

图1为本发明整体模块示意图；

图2为尾气排除模块与进料模块结构示意图；

图3为制坯模块结构示意图；

图4为制坯模块空置结构示意图；

图5为模具限位架与制坯宫格结构示意图；

图6为烘干模块结构示意图；

图7为取出模块结构示意图；

图8为挂钩结构示意图；

图9为顶出块结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请结合参照图1到图9，本发明提供了一种有模自流平基板成型方法，该方法所采用的智能设备包括尾气排除模块1、进料模块2、制坯模块3、烘干模块4、取出模块5、工控模块6以及智能感知模块7；所述进料模块2与制坯模块3的外部还设有保温外壳8；所述尾气排除模块1、进料模块2、制坯模块3、烘干模块4、取出模块5、工控模块6、智能感知模块7之间以电信号连接；所述智能感知模块7通过所述工控模块6控制其它模块工作；所述尾气排除模块1、进料模块2和制坯模块3之间相互贯通设置，且由所述烘干模块4、工控模块6和智能感知模块7联合调节温度；所述取出模块5将所述制坯模块3中的坯材取出；所述尾气排除模块1将产生的尾气排除；所述制坯模块3和取出模块5中设有传递口模块9；所述一种有模自流平基板成型方法步骤如下：

S11：由智能感知模块7根据所述进料模块2检测的预制浆料的含固率计算得到所需浆料的体积，再控制工控模块6控制进料模块2向置于壳体模块8之内的充满N₂或Ar惰性气体制坯模块3中注入所需体积的预制浆料；

S12：所述制坯模块3中浆料在重力作用下自流平成浆体坯材；

S13：所述制坯模块3将由进料模块2注入的预制浆料的体积和液面高度反馈至智能感知模块7并多还少补至浆料厚度和液面高度处处与理论所需值一致时，由智能感知模块7通过工控模块6启动烘干模块4，将坯材烘干；

S14：烘干后的坯材由工控模块6控制取出模块5将坯材切断和脱落，再转进入下一道工序。

较佳的，所述进料模块2的上方还固定连接着所述尾气排除模块1；所述尾气排除模块1内设有污染废气浓度传感器11、空气流量计12、风扇13、风扇支架14以及排气管15；所述排气管15设在尾气排除模块1的上端；所述风扇13设在所述风扇支架14上；所述风扇支架14设在所述进料模块2与所述尾气排除模块1的连接处；所述污染废气浓度传感器11、空气流量计12均设在所述排气管15内。

其中污染废气浓度传感器根据需要可选定VOCs、SO₂、H₂S、CO等中的一种或多种类型的传感器。

污染废气浓度传感器和空气流量计在任意时间检测到的第i种污染废气浓度读数为C_i，污染废气流速的读数为V_i，则在时间t₁到时间t₂期间排出的污染物的总量T_i为：

其中，N_t为时间t₁~t₂期间传感器报数次数；C_i、V_i、t₁、t₂和T_i等信息传送至模拟计算显示系统进行存储、模拟计算和显示；

当各种尾气组分都满足

时，风扇可关闭。

风扇的开关时间及转速由工控模块6中的PLC控制，当制坯模块3中温度过高、大于控制值和/或进料系统中污染废气浓度大于控制值时，风扇启动；否则关闭或减速。有关控制值通过模拟智能感知模块7输入至PLC控制器，再由PLC控制器依据制坯模块3中的温度和污染废气浓度传感器检测到的浓度按公式迭代控制风扇运转；公式为：

；

其中，

v_扇i+1为风扇转速调节量，R_扇i为时间i的风扇调节系数，计算公式如为：

；

、

、

和

分别温度调节量、温度调节系数、浓度调节量和浓度调节 系数；其中，温度调节量和浓度调节量为事先设定，温度调节系数和浓度调节系数的初始值 由公式计算并反复检测和迭代逼近计算得到；

温度调节系数的初始值公式计算为：

；

浓度调节系数的初始值公式计算为：

；

以上迭代计算由模拟智能感知模块7中的计算机完成，

和

由传感器实时检测 而得。

较佳的，所述进料模块2设在所述保温外壳8的上部；所述进料模块2的两侧上分别设置进料管孔21和进气管孔22；所述进料管孔21内设有浆料进料软管23；所述进气管孔22设有高纯保护气体进气软管211；所述浆料进料软管23从所述进料管孔21进入进料模块2；所述高纯保护气体进气软管211从所述进气管孔22进入进料模块2 ；所述浆料进料软管23的末端上注浆头26及精密计量流量泵27；所述注浆头26的下端还设有取样电磁阀213；所述浆料进料软管23的前端上还设有含固率自动检测仪24以及取样口25；所述进料模块2的下部设有注浆头导轨28；所述注浆头导轨28内设有注浆X-Y滑轨29；所述注浆头26设置在所述X-Y滑轨29的相交处；所述注浆X-Y滑轨29上还设有与所述工控模块6电信号连接的注浆伺服步进电机210；所述进气软管211与精密计量流量泵27交界处设有与工控模块6以电信号连接的、用于开关注浆头26与精密计量流量泵27之间的连通性的注浆电磁阀212。

注浆的体积量

由计算得到：

；

其中V_板为产品的体积，γ_板为产品的密度，h_浆为浆料的含固率，r_损为产品制造过程中的总损耗率；

其中的注浆头导轨28、注浆X-Y滑轨29和注浆伺服步进电机210组构成注浆头26的定位系统，由注浆伺服步进电机210的X向步进电机和Y向步进电机在注浆X-Y滑轨29上移动至拟制浆的制坯宫格371中，每个制坯宫格371注浆完成后，通过高纯保护气体进气软管211吹入保护气体(例如N2和Ar气等)将残留在注浆头中的残留浆料吹尽并进入制坯宫格371之中；吹气动作由PLC控制器控制依模拟智能感知模块7中的计算机指令来控制；吹气动作完成后，注浆头26升高，以便成型模块中的测厚X-Y滑轨32和测厚仪导轨31可自由移动；单个制坯宫格371中的浆料体积数量的误差计算而得；

浆料体积数量的误差计算公式为：

；

其中为每次注浆的总误差，n为每个模具限位架37中的制坯宫格371的数量。因此，对于宫格模具而言，到达单片坯材的误差将比每次浆料体积数量的总误差约降低一个数量级；在保证自流平实现的前提下，n越大，注入浆料的体积误差愈小，最终产品的净尺寸效应愈佳。

在此需要说明的是，所述的宫格模具是选配的；模具限位框架的总格数可以是1，此时宫格模具数量为零；当宫格模具的数量不等于零时，所需浆料的计算需考虑导通口中间部分的浆料。

较佳的，所述制坯模块3设在所述保温外壳8的下部；所述制坯模块3内设有与工控模块6以及智能感知模块7电信号连接的测厚仪导轨31；所述测厚仪导轨31上设有测厚X-Y滑轨32；所述测厚X-Y滑轨32的交接处上还设有测厚仪激光头33；所述制坯模块3的右侧上设有第一传递口91；所述制坯模块3通过所述第一传递口91与取出模块5相联接；所述制坯模块3的底部设有导热底板34；所述导热底板34的上方设有刚性底板35；所述导热底板34与所述刚性底板35之间还设有传动装置36；所述传动装置36设有传动主动轴361、滚轴362、传动被动轴363以及与所述传动主动轴361 、滚轴362、传动被动轴363、以传动带相联接的传动伺服电机364以及水平高度调节装置365，其位置也可位于其他合适的位置；所述滚轴362均布设置在所述传动主动轴361与所述传动被动轴363之间；所述滚轴362的间隔处均布设有制坯温度传感器310；所述刚性底板35上还设有由被动磁性材料制成的模具限位架37；所述模具限位架37内还设有由被动磁性材料制成的宫格栅栏371；所述制坯宫格371的外侧大小与所述模具限位架37的单元格一致；所述刚性底板35与模具限位架37、制坯宫格371之间设有与工控模块6和智能感知模块7以电信号连接的夹紧锁闭组件38；所述制坯宫格371内设有纵横相交的隔板372；所述隔板372上有形状相同底部开放的导通口373；所述刚性底板35与所述模具限位架37之间可选设一层离型膜353；所述刚性底板35的两侧面上还设有与工控模块6和智能感知模块7以电信号连接的测平仪发射头351和测平仪接收头352。测平仪发射头351和测平仪接收头352共同组成刚性底板的水平度检测仪，也可用其他具有相同功能的检测装置代替。

所述的测厚X-Y滑轨32及测厚仪33用于检测素坯的厚度及其变化；激光测平仪组件由若干组测平仪发射头351和测平仪接收头352组成，用于检测刚性底板35与离型膜353之间的水平度和翘曲度；水平度和翘曲度的上限取决于市场对最终产品的要求。

所述的制坯宫格371、模具限位架37优选由理化性质稳定的被动磁性物质制成。制坯宫格371由围栏372和导通口373等组成；导通口373无下边；制坯宫格371的尺寸略小于模具限位架37的单元格。制坯宫格371与模具限位架37底部可与离型膜353严格贴合。

夹紧锁闭组件38用于辅助将模具限位架37与离型膜353和刚性底板35紧密贴合。

较佳的，所述烘干模块4设有保温封闭外壳41包裹在外侧面上；所述烘干模块4的中部设有均温网42，并把所述烘干模块4分成上下两部分；所述烘干模块4下部的内侧壁上对称设有发热件支架43；所述发热件支架43上设置了发热件44；所述烘干模块4的底部还外接冷风管45；所述冷风管45上均匀设置多个冷风出口451以及可调冷风电磁阀452；所述烘干模块4上部的内壁四周固定设置温度场扰流风扇46；所述烘干模块4上部还设有呼吸阀47以及温控温度传感器48；所述发热件44、冷风管45、可调冷风电磁阀452、温度场扰流风扇46和温度传感器48与所述工控模块6和智能感知模块7以电信号连接。

在刚性底板35与导热底板34设有若干制坯温度传感器310，温度数据发送至工控模块6。若出现温度极差大于预设值，则启动下部烘干模块4的温度场扰流电扇46使其均匀化。

发热件44、冷风管45依照程序设对烘干模块4作升降温调节，可选的均温网42使导 热底板34附近的温度均匀化；烘干温度传感器48与制坯模块3的制坯温度传感器310共同监 控烘干温度；当温度极差

大于预设值时，启动温度场扰流电扇46；

当

，开启降温模式；

当

时，开启加热模式。

较佳的，所述顶出模块5的两侧上分别设有顶出传递入口装置92以及顶出传递出口装置93；所述顶出传递入口装置92以及顶出传递出口装置93上还设有激光定位器53；所述顶出模块5内还设有支撑架54所述支撑架54的两侧边上设有挂钩55；所述支撑架54的中部设有升降机构56；所述升降机构56包括升降板561、升降螺杆562以及升降驱动电机563；所述升降螺杆562通过连接杆固定设置在所述支撑架54的中部；所述升降螺杆562的底部与所述升降板561固定连接；所述升降驱动电机563的中部设有与所述升降螺杆562相匹配的螺纹；所述升降板561的底面上还设有顶出块57；所述顶出块57的数量与所述模具限位架37内设置的单元格的数量可以一致，也可按照终端用户的要求设置为任意尺寸和形状。

较佳的，所述顶出块57的顶部设有顶出块刀口571；所述顶出块刀口571呈楔形刀口向所述顶出块57内凹陷设置；所述挂钩55的下方还设有滑轮551和挂钩电机552；所述升降板561由磁性体或主动电磁性材料制成。

挂钩55用于承载物料，上有滚轮551和挂钩电机552用于调整物料或刚性底板35的位置；物料位置及需要调节的位移量由激光定位器53检测，并受PLC控制。

顶出块57、升降螺杆562、支撑架54构成顶出组件，将模具限位架37和制坯宫格371中的坯材顶出；顶出块37由被动磁性材料制成，周边有刀刃，可在一定的压力下将局部连接或完全连接在一起的坯材切断。

升降板561还可以设成磁吸板；顶出块57位于磁吸板下方；顶出块57两两之间均有缝，磁吸板和多个顶出块57共同组成的电磁组件与模具限位架37严格吻合不错位，尺寸略小于制坯宫格371。

物料顶出后，开启电磁磁吸板开关，使磁吸板产生磁性并上升，将制坯宫格371和模具限位架37与物料分开，并将载有物料的刚性底板35推出取出模块5，进入下一道工序。

较佳的，传递口模块9上均设有净化滤网系统10。通过净化滤网系统9使得在制坯模块3在打开后可以保持无尘环境。

一种有模自流平基板智能设备用法，所述用法具体步骤如下：

S21：利用水平高度调节装置365和测平仪发射头351和测平仪接收头352调节刚性底板35至水平；放入模具限位架37和制坯宫格371；通过夹紧锁闭组件38使得模具限位架37内不会有浆料流出；

S22：将预制好的浆料通过浆料进料软管23经由进料管孔21进入到进料模块2内；通过取样口25抽取流经浆料进料软管23的浆料至含固率自动检测仪24检测含固率并将数据上传至智能感知模块7，得到每一个制坯宫格371和模具限位架37中全部制坯宫格371所需浆料体积；然后工控模块6控制注浆伺服步进电机210使注浆头26被注浆X-Y滑轨29准确定位至每个制坯宫格371的中心处，再打开注浆电磁阀212通过注浆头26把浆料注入至制坯宫格371；每个制坯宫格371注浆结束后通过高纯保护气体将注浆头26内残余浆料吹出并关闭注浆电磁阀212；制坯宫格371内浆料通过导通口373使宫格内的浆料自流平；完成注浆后，注浆X-Y滑轨29把注浆头26移动至注浆头导轨28的角落，由工控模块6控制测厚仪导轨31对制坯宫格371中所有浆料液面高度进行扫描，并把扫描数据上传至智能感知模块7内计算判断制坯宫格371内的浆料高度是否一致；如果是则进入下一步骤，否则启动注浆头26对有缺陷的制坯宫格371注入浆料；

S23：各宫格内浆料高度达到与理论计算值一致后，工控模块6启动烘干模块4中的发热件44、冷风管45、可调冷风电磁阀452和温度场扰流风扇46共同对置于模具限位架37内的制坯宫格371中的浆料按预设程序调节温度并通过导热底板34把热量传递到设在刚性底板35上的制坯宫格371使制坯宫格371内的浆料均匀烘干生成第一素坯；

S24：浆料烘干后，工控模块6关闭烘干模块4，同时打开制坯模块3的传递口39以及传递口51，并控制启动传动装置36，使载有模具限位架37和制坯宫格371的刚性底板35通过传动主动轴361、滚轴362以及传动被动轴363的配合下由制坯模块3传送到取出模块5内；在取出模块5由工控模块6通过挂钩55上的滑轮551和挂钩伺服电机552进行移动并由激光定位器53对刚性底板35、模具限位架37、制坯宫格371和升降板561进行精确定位；然后工控模块6控制升降驱动电机563通过升降螺杆562向下，并利用顶出块57及其上的楔形刀口571对第一素坯进行切割；

S25：切割完成后，由磁性体或主动电磁性材料制成的顶出块57和升降板561将模具限位架37以及制坯宫格371回收再利用；然后打开传递口52，把刚性底板35和离型膜353抽出进行脱模处理，经清洗后回收利用。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种有模自流平基板成型方法，其特征在于：该方法所采用的智能设备包括尾气排除模块(1)、进料模块(2)、制坯模块(3)、烘干模块(4)、取出模块(5)、工控模块(6)以及智能感知模块(7)；所述尾气排除模块(1)、进料模块(2)、制坯模块(3)和烘干模块(4)的外部还设有保温外壳(8)；所述尾气排除模块(1)、进料模块(2)、制坯模块(3)、烘干模块(4)、取出模块(5)、工控模块(6)、智能感知模块(7)之间以电信号连接；所述智能感知模块(7)通过所述工控模块(6)控制其它模块工作；所述尾气排除模块(1)、进料模块(2)和制坯模块(3)之间相互贯通设置，且由所述烘干模块(4)、工控模块(6)和智能感知模块(7)联合调节温度；所述取出模块(5)将所述制坯模块(3)中的坯材取出；所述尾气排除模块(1)将产生的尾气排除；所述制坯模块(3)和取出模块(5)中设有传递口模块(9)；所述一种有模自流平基板成型方法步骤如下：

S11：由智能感知模块(7)根据所述进料模块(2)检测的预制浆料的含固率计算得到所需浆料的体积，再控制工控模块(6)控制进料模块(2)向置于壳体模块(8)之内的充满N₂或Ar惰性气体的制坯模块(3)中注入所需体积的预制浆料；

S12：所述制坯模块(3)中浆料在重力作用下自流平成浆体坯材；

S13：所述制坯模块(3)将由进料模块(2)注入的预制浆料的体积和液面高度反馈至智能感知模块(7)并多还少补至浆料厚度和液面高度处处与理论所需值一致时，由智能感知模块(7)通过工控模块(6)启动烘干模块(4)，将坯材烘干；

S14：烘干后的坯材由工控模块(6)控制取出模块(5)将坯材切断和脱落，再转进入下一道工序。

2. 如权利要求1所述的一种有模自流平基板成型方法，其特征在于：所述进料模块(2)设置在所述保温外壳(8)的上部；所述进料模块(2)的两侧上分别设置进料管孔(21)和进气管孔(22)；所述进料管孔(21)内设有浆料进料软管(23)；所述进气管孔(22)设有高纯保护气体进气软管(211)；所述浆料进料软管(23)从所述进料管孔(21)进入进料模块(2)；所述高纯保护气体进气软管(211)从所述进气管孔(22)进入进料模块(2) ；所述浆料进料软管(23)的末端上注浆头(26)及精密计量流量泵(27)；所述注浆头(26)的下端还设有取样电磁阀(213)；所述浆料进料软管(23)的前端上还设有含固率自动检测仪(24)以及取样口(25)；所述进料模块(2)的下部设有注浆头导轨(28)及支撑所述注浆头(26)的注浆X-Y滑轨(29)；所述注浆头(26)设置在所述X-Y滑轨(29)的相交处；所述注浆X-Y滑轨(29)上还设有与所述工控模块(6)电信号连接的注浆伺服步进电机(210)；所述进气软管(211)与精密计量流量泵(27)交界处设有与工控模块(6)以电信号连接的、用于开关注浆头(26)与精密计量流量泵(27)之间的连通性的注浆电磁阀(212)。

3.如权利要求1所述的一种有模自流平基板成型方法，其特征在于：所述制坯模块(3)设置在所述保温外壳(8)的中部；所述制坯模块(3)内设有与工控模块(6)以及智能感知模块(7)电信号连接的测厚仪导轨(31)及支撑测厚仪激光头(33)的测厚X-Y滑轨(32)；所述测厚仪激光头(33)位于所述测厚X-Y滑轨(32)的交接处；所述制坯模块(3)的右侧上设有第一传递口(91)；所述制坯模块(3)通过所述第一传递口(91)与取出模块(5)相联接；所述制坯模块(3)的底部设有导热底板(34)；所述导热底板(34)的上方设有刚性底板(35)；所述导热底板(34)与所述刚性底板(35)之间还设有传动装置(36)；所述传动装置(36)设有传动主动轴(361)、滚轴(362)、传动被动轴(363)以及与所述传动主动轴(361) 、滚轴(362)、传动被动轴(363)、以传动带相联接的传动伺服电机(364)以及水平高度调节装置(365)；所述滚轴(362)均布设置在所述传动主动轴(361)与所述传动被动轴(363)之间；所述滚轴(362)的间隔处均布设有制坯温度传感器(310)；所述刚性底板(35)上还设有由被动磁性材料制成的模具限位架(37)；所述模具限位架(37)内还设有由被动磁性材料制成的制坯宫格(371)；所述制坯宫格 (371)的外侧大小与所述模具限位架(37)的单元格一致；所述刚性底板(35)与模具限位架(37)、制坯宫格(371)之间设有与工控模块(6)和智能感知模块(7)以电信号连接的夹紧锁闭组件(38)；所述制坯宫格(371)内设有纵横相交的隔板(372)；所述隔板(372)上有形状相同底部开放的导通口(373)；所述刚性底板(35)与所述模具限位架(37)之间可选设一层离型膜(353)；所述刚性底板(35)的两侧面上还设有与工控模块(6)和智能感知模块(7)以电信号连接的测平仪发射头(351)和测平仪接收头(352)。

4.如权利要求1所述的一种有模自流平基板成型方法，其特征在于：所述烘干模块(4)设有保温封闭外壳(41)包裹在外侧面上；所述烘干模块(4)的中部设有均温网(42)，并把所述烘干模块(4)分成上下两部分；所述烘干模块(4)下部的内侧壁上对称设有发热件支架(43)；所述发热件支架(43)上设置了发热件(44)；所述烘干模块(4)的底部还外接冷风管(45)；所述冷风管(45)上均匀设置多个冷风出口(451)以及可调冷风电磁阀(452)；所述烘干模块(4)上部的设置温度场扰流风扇(46)；所述烘干模块(4)上部还设有呼吸阀(47)以及温控温度传感器(48)；所述发热件(44)、冷风管(45)、可调冷风电磁阀(452)、温度场扰流风扇(46)和温度传感器(48)与所述工控模块(6)和智能感知模块(7)以电信号连接。

5.如权利要求1所述的一种有模自流平基板成型方法，其特征在于：

所述顶出模块(5)的两侧上分别设有顶出传递入口装置(92)以及顶出传递出口装置(93)；所述顶出传递入口装置(92)以及顶出传递出口装置(93)上还设有激光定位器(53)；所述顶出模块(5)内还设有支撑架(54)所述支撑架(54)的两侧边上设有挂钩(55)；所述支撑架(54)的中部设有升降机构(56)；所述升降机构(56)包括升降板(561)、升降螺杆(562)以及升降驱动电机(563)；所述升降螺杆(562)通过连接杆固定设置在所述支撑架(54)的中部；所述升降螺杆(562)的底部与所述升降板(561)固定连接；所述升降驱动电机(563)的中部设有与所述升降螺杆(562)相匹配的螺纹；所述升降板(561)的底面上还设有顶出块([1])。

6.如权利要求1所述的一种有模自流平基板成型方法，其特征在于：所述顶出块(57)的顶部设有顶出块刀口(571)；所述顶出块刀口(571)呈楔形刀口向所述顶出块(57)内凹陷设置；所述挂钩(55)的下方还设有滑轮(551)和挂钩电机(552)；所述升降板(561)由磁性体或主动电磁性材料制成。

7.一种有模自流平基板智能设备用法，其特征在于：所述用法具体步骤如下：

S21：利用水平高度调节装置(365)和测平仪发射头(351)和测平仪接收头(352)调节刚性底板(35)至水平；放入模具限位架(37)和制坯宫格(371)；通过夹紧锁闭组件(38)使得模具限位架(37)内不会有浆料流出；

S22：将预制好的浆料通过浆料进料软管(23)经由进料管孔(21)进入到进料模块(2)内；通过取样口(25)抽取流经浆料进料软管(23)的浆料至含固率自动检测仪(24)检测含固率并将数据上传至智能感知模块(7)，得到每一个制坯宫格(371)和模具限位架(37)中全部制坯宫格(371)所需浆料体积；然后工控模块(6)控制注浆伺服步进电机(210)使注浆头(26)被注浆X-Y滑轨(29)准确定位至每个制坯宫格(371)的中心处，再打开注浆电磁阀(212)通过注浆头(26)把浆料注入至制坯宫格(371)；每个制坯宫格(371)注浆结束后通过高纯保护气体将注浆头(26)内残余浆料吹出并关闭注浆电磁阀(212)；制坯宫格(371)内浆料通过导通口(373)使宫格内的浆料自流平；完成注浆后，注浆X-Y滑轨(29)把注浆头(26)移动至注浆头导轨(28)的角落，由工控模块(6)控制测厚仪导轨(31)对制坯宫格(371)中所有浆料液面高度进行扫描，并把扫描数据上传至智能感知模块(7)内计算判断制坯宫格(371)内的浆料高度是否一致；如果是则进入下一步骤，否则启动注浆头(26)对有缺陷的制坯宫格(371)注入或吸出浆料；

S23：各宫格内浆料高度达到与理论计算值一致后，工控模块(6)启动烘干模块(4)中的发热件(44)、冷风管(45)、可调冷风电磁阀(452)和温度场扰流风扇(46)对置于模具限位架(37)内的制坯宫格(371)中的浆料按预设程序调节温度并通过导热底板(34)把热量传递到设在刚性底板(35)上的制坯宫格(371)使制坯宫格(371)内的浆料均匀烘干生成第一素坯；

S24：浆料烘干后，工控模块(6)关闭烘干模块(4)，同时打开制坯模块(3)的传递口(39)以及传递口(51)，并控制启动传动装置(36)，使载有模具限位架(37)和制坯宫格(371)的刚性底板(35)通过传动主动轴(361)、滚轴(362)以及传动被动轴(363)的配合下由制坯模块(3)传送到取出模块(5)内；在取出模块(5)内由工控模块(6)通过挂钩(55)上的滑轮(551)和挂钩伺服电机(552)进行移动并由激光定位器(53)对刚性底板(35)、模具限位架(37)、制坯宫格(371)和升降板(561)进行精确定位；然后工控模块(6)控制升降驱动电机(563)通过升降螺杆(562)向下，并利用顶出块(57)及其上的楔形刀口(571)对第一素坯进行切割；

S25：切割完成后，由磁性体或主动电磁性材料制成的顶出块(57)和升降板(561)将模具限位架(37)以及制坯宫格(371)回收再利用；然后打开传递口(52)，把刚性底板(35)和离型膜(353)抽出进行脱模处理，经清洗后回收利用。

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