CN203696228U - 蜂窝结构材料的连续制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种蜂窝结构材料的连续制备装置，由移动式热源装置、移动机构和输送装置构成，热源装置为感应线圈，将一系列金属圆管采用六边形非线性构型堆积方式，紧密集合形成管束，管束的横断面外轮廓基线形成六边形，将管束放置于感应线圈内部进行非接触式加热，移动机构使管束连续不断从感应线圈中通过，通过感应线圈使各金属圆管感应加热融化，并使金属圆管在熔融状态下相互接触，并在后续的凝固过程中，构成管束的一系列金属圆管连成一体，形成凝固后的产品截面为蜂窝状蜂窝结构的多通孔一体管束材料。本实用新型蜂窝结构材料的连续制备装置借助区域熔炼技术来制备蜂窝结构材料，实现生产制备的连续性，并有效提高生产效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种材料制备装置，特别是一种通孔管束状材料连续制备装置，应用于特型结构材料和轻量化结构材料成型法加工技术领域。
背景技术
自然界蜜蜂以其超然的智慧和辛勤的劳动构筑了无数形状优美的六边形蜂巢。早在公元四世纪的古希腊，数学家佩波斯就提出：蜂窝的优美形状，是自然界最有效劳动的代表。他猜想人们所见到的截面呈六边形的蜂窝，是蜜蜂采用最少的蜂蜡建成的，他这一猜想被称为“蜂窝猜想”。而后，在20世纪末，数学家黑尔斯破解了这一猜想。事实和理论均证明，蜜蜂所建造的蜂巢的确采用了最少的蜂蜡，占有最大的空间面积，而结构稳定性也最好。
受自然界蜂巢的启发，人类通过长期研究和分析自然蜂巢结构的特点，创造性地发明了各种蜂窝结构材料及其制品，他们有的用于新材料和新产品的研发，有的用来改善现有产品的特性，有的用来解决结构设计中面临的难题等等。在应用材料领域，蜂窝结构材料类似于连续排列的工字钢结构，以其极佳的抗压、抗弯特性和超轻型结构特征而闻名于世。与同类实心材料相比，蜂窝结构材料其强度重量比和刚性重量比在已知材料中均是最高的，它的弯曲刚度与同材料、同厚度的实心板相差无几，甚至更高，但其重量却轻70-90%，而且不易变形，不易开裂和断裂，并具有减震、隔音、隔热和极强的耐候性等优点。
蜂窝结构材料的制备方法主要是成型法和拉伸法。其中，成型法加工一般是将材料压成波纹状之后再将波纹状材料叠合胶接或焊接而成，采用成型法制备的蜂窝结构尺寸精度高，但效率较低；拉伸法是先在铝箔上涂上胶条，然后将铝箔叠合，胶接成叠层，最后拉伸成蜂窝结构，采用拉伸法制备的蜂窝材料尺寸精度较低，强度不高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种蜂窝结构材料的连续制备装置，借助区域熔炼技术来制备蜂窝结构材料，实现生产制备的连续性，并有效提高生产效率。
为达到上述发明创造目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种蜂窝结构材料的连续制备装置，由移动式加热装置和输送装置构成，移动加热装置由热源装置和移动机构构成，输送装置将完成加工的蜂窝结构材料从热源装置所在的加热工位移出，其特征在于：热源装置为感应线圈，将一系列金属圆管采用六边形非线性构型堆积方式，紧密集合形成管束，管束的横断面外轮廓基线形成六边形，将管束放置于感应线圈内部进行非接触式加热，移动机构驱动控制管束和感应线圈之间的连续线性移动，使管束连续不断从感应线圈中通过，通过感应线圈使各金属圆管感应加热融化，并使金属圆管在熔融状态下相互接触，并在后续的凝固过程中，构成管束的一系列金属圆管连成一体，形成凝固后的产品截面为蜂窝状蜂窝结构的多通孔一体管束材料。
作为本实用新型的一种优选技术方案，上述移动机构牵引六边形堆积的金属圆管在感应线圈中进行连续抽拉。
作为本实用新型的另一种优选技术方案，移动机构牵引感应线圈沿着六边形堆积的金属圆管的轴线方向连续移动。
上述感应线圈优选采用高频感应加热线圈，能够产生的频率范围为20-450kHz，最高功率可达400kW。通过调节其电流、频率和功率，可以实现金属材料的加热和熔融过程。
上述各金属圆管的直径范围最好控制为0.1～100mm。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：
1. 本实用新型蜂窝结构材料的连续制备装置实现蜂窝材料连续制备，蜂窝的形成是由表面张力推动的液相拓扑结构演化以及凝固过程，区域熔炼技术是采用感应线圈实现对导体的局部熔融冶炼技术，利用高频感应加热线圈对导体材料加热融化，进而实现液相条件下表面张力控制的拓扑结构演化，工艺简单，易于控制和实现；
2. 相比于现有蜂窝结构材料制备装置，本实用新型蜂窝结构材料的连续制备装置通过连续制备的方法，节约时间，提高了制备效率，保证成品精度，对于实际生产应用具有很好的指导作用；
3. 本实用新型蜂窝结构材料的连续制备装置的感应线圈采用高频感应加热线圈，能通过调节其电流、频率和功率，可以实现金属材料的加热和熔融过程。
附图说明
图1是本实用新型实施例一蜂窝结构材料的连续制备装置的结构示意图。
图2是沿着图1中A-A线的剖面图。
图3是本实用新型实施例一蜂窝结构材料的连续制备装置制备的蜂窝结构材料截面图。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例结合附图说明如下：
实施例一：
在本实施例中，参见图1～图3，一种蜂窝结构材料的连续制备装置，由移动式加热装置和输送装置构成，移动加热装置由热源装置和移动机构构成，输送装置将完成加工的蜂窝结构材料从热源装置所在的加热工位移出，热源装置为感应线圈2，将一系列金属圆管1采用六边形非线性构型堆积方式，紧密集合形成管束，管束的横断面外轮廓基线形成六边形，将管束放置于感应线圈2内部进行非接触式加热，移动机构牵引六边形堆积的金属圆管1在感应线圈2中进行连续抽拉，使管束和感应线圈2之间发生连续的线性移动，使管束连续不断从感应线圈2中通过，通过感应线圈2使各金属圆管1感应加热融化，并使金属圆管1在熔融状态下相互接触，并在后续的凝固过程中，构成管束的一系列金属圆管1连成一体，形成凝固后的产品截面为蜂窝状蜂窝结构的多通孔一体管束3材料。
在本实施例中，组装好蜂窝结构材料的连续制备装置，采用金属铝圆管作为实验材料，铝管束设定为六边形非线性构型堆积方式，金属铝圆管放置于高频的感应线圈2内部，将感应线圈2频率设定为200kHz，在感应加热作用下，感应线圈2使金属铝圆管感应加热融化呈熔融状态，此时，金属铝圆管在熔融状态下相互接触，在表面张力的推动和约束下，铝管束拓扑结构便演化成蜂窝状六边形结构，其截面图如图3所示，从而连续制备蜂窝结构材料，使金属铝圆管通过重熔凝固后形成截面为蜂窝状蜂窝结构的多通孔一体管束3材料。通过铝圆管的连续抽拉，便能实现蜂窝结构材料的连续制备过程。相比于现有装置，本实用新型通过区域熔炼方法连续制备蜂窝结构材料，保证生产制备的连续性，提高生产效率。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，六边形堆积的金属圆管1在加热时基本不发生移动，而移动机构牵引感应线圈2沿着六边形堆积的金属圆管1的轴线方向连续移动，这样可以减少因抽拉金属圆管1产生能量消耗，降低生产成本，本实施例同样能实现对金属圆管1进行连续的区域熔炼和连续凝固成型。
上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合用于本实用新型蜂窝结构材料的连续制备装置的结构和构造原理，都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1. 一种蜂窝结构材料的连续制备装置，由移动式加热装置和输送装置构成，所述移动加热装置由热源装置和移动机构构成，所述输送装置将完成加工的蜂窝结构材料从热源装置所在的加热工位移出，其特征在于：所述热源装置为感应线圈（2），将一系列金属圆管（1）采用六边形非线性构型堆积方式，紧密集合形成管束，所述管束的横断面外轮廓基线形成六边形，将管束放置于所述感应线圈（2）内部进行非接触式加热，所述移动机构驱动控制所述管束和所述感应线圈（2）之间的连续线性移动，使所述管束连续不断从所述感应线圈（2）中通过，通过所述感应线圈（2）使各所述金属圆管（1）感应加热融化，并使所述金属圆管（1）在熔融状态下相互接触，并在后续的凝固过程中，构成管束的一系列金属圆管（1）连成一体，形成凝固后的产品截面为蜂窝状蜂窝结构的多通孔一体管束（3）材料。
2.根据权利要求1所述蜂窝结构材料的连续制备装置，其特征在于：所述移动机构牵引六边形堆积的金属圆管（1）在所述感应线圈（2）中进行连续抽拉。
3.根据权利要求1所述蜂窝结构材料的连续制备装置，其特征在于：所述移动机构牵引所述感应线圈（2）沿着所述六边形堆积的金属圆管（1）的轴线方向连续移动。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述蜂窝结构材料的连续制备装置，其特征在于：所述感应线圈（2）为高频感应加热线圈。
5.根据权利要求1～3中任意一项所述蜂窝结构材料的连续制备装置，其特征在于：各所述金属圆管（1）的直径范围为0.1～100mm。
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| CN201420001208.0U CN203696228U (zh) | 2014-01-02 | 2014-01-02 | 蜂窝结构材料的连续制备装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104309034A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-28 | 上海大学 | 一种蜂窝复合材料的制备方法 |
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2014
- 2014-01-02 CN CN201420001208.0U patent/CN203696228U/zh not_active Expired - Fee Related
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