CN106915036A - 聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备及方法 - Google Patents

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胡力
阎华�
丁玉梅
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Abstract

本发明公开了聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备及方法，设备由注塑***、微球成型***、机械臂***和模具***组成。本发明方法中，聚合物料粒通过料斗加入到注射***中，通过注射螺杆和加热圈的作用熔融塑化，熔料再经过前料筒注射进入微球成型***；微球成型***的两个螺旋辊旋转，将前端输送的熔料定量微分成大小形状均一的微球，并向前输送，在螺旋辊末端通过出料槽挤出，然后在机械臂***夹持下，放置在紧挨出料槽的模具型腔正中央，然后底模顺时针旋转一个工位，模压头向下模压熔体微球得到制品。由于采用的是微分小球模压成型，制件上不会存在浇口凝料，避免了双折射缺陷；采用机械臂***将微球夹送至每个型腔的正中央，保证了尺寸均一性。

Description

聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备及方法
技术领域
本发明涉及高分子材料加工成型领域，特指一种精密光学镜片的石墨烯模压成型设备及方法。
背景技术
目前，光学镜片的制造多采用注射成型工艺，由于浇口及熔接痕的存在，注射成型镜片的内部微观纹理呈现非圆形形状，从而引起双折射缺陷，尽管近年来各种精密注射成型技术不断被开发，但采用注射成型时，这种问题始终无法得到彻底消除。
为解决上述问题，也有不少学者采用了新的成型技术，如热压成型(程文超，雷君相“热压成型参数对光学镜片内应力的影响”)，这样成型的镜片纹理呈现圆形，但是由于热压成型传热效率不高，镜片的内应力难以得到很好的控制，因此制品的尺寸精度不高。
石墨烯作为近几年国内外研究的热门材料，具有高导电、快速导热等一系列优点，在传热方面拥有广阔的应用前景。
为了解决光学镜片成型的一系列问题，本发明利用石墨烯材料，提出一种聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备及方法，用于成型高精密的光学镜片，能够避免传统注射成型镜片的双折射缺陷，高效地消除制品内应力。
发明内容
本发明聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备及方法，目的是提供一种无双折射缺陷和内应力的精密光学镜片的成型方法。
实现上述目的的技术方案是，聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，由注塑***、微球成型***、机械臂***、模具***组成。注塑***与微球成型***通过法兰结构连接，机械臂***将微球成形***成型的微球夹送至模具的型腔中，模具***闭合，冷却定型成型出制品。
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，其注射***与注塑机注塑***类似，主要包含料斗、机筒、注射螺杆、加热圈、前料筒等结构，能够实现聚合物粒料的熔融塑化以及注射进入微球成型***的功能。
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，其微球成型***主要包含成型室、螺旋辊、侧辊、驱动轴、出料槽等结构，螺旋辊、侧辊各有两个，成型原理与馒头机、药丸成型机类似，通过螺旋辊的计量挤出输送以及侧辊的约束作用，微球成型***能够将注射***送来的熔料精密计量，然后微分成形状大小均一的微球，通过出料槽输送出去。
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，其模具***设置有多个工位，每个工位有一对能够旋转的模具，第一个工位的模具进行模压完毕后马上开始第二个工位的模压，同时第一个工位开始保压冷却，这样大大的缩短了成型周期，单副模具由模压头、底模等组成，底模的显著特点是模腔周围镶嵌有石墨烯硅片，使得模具具备快变模温的特性。
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型的具体实施过程是，聚合物料粒通过料斗加入到注射***中，通过注射螺杆和加热圈的作用熔融塑化，熔料再经过前料筒注射进入微球成型***；微球成型***的两个螺旋辊旋转，将前端输送的熔料定量微分成大小形状均一的微球，并向前输送，在螺旋辊末端通过出料槽挤出，然后在机械臂***的夹持下，放置在紧挨出料槽的模具型腔的正中央，然后底模顺时针旋转一个工位，模压头向下模压熔体微球，同时通过石墨烯硅片再次对聚合物微球进行加热，消除制件内部的内应力，冷却定型成后开模，模压的同时机械臂***将第二个微球夹送到第二个工位的型腔中，如此往复工作。
本发明的有益效益是：
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，由于采用的是微分小球模压成型，制件上不会存在浇口凝料，因此形态结构纹理呈现圆形，避免了类似注射成型的双折射缺陷。
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，采用机械臂***将微球夹送至每个型腔的正中央，保证了模压过程制件成型的尺寸均一性。
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，其底模的型腔周围镶嵌了石墨烯硅片，使得型腔能够快速升温和降温，能够极大地消除制件的内应力，而且模具***旋转一个工位后，模压与第二次夹送同时进行，显著缩短了成型周期，具有高效率的特点。
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，利用了石墨烯的高导热性能，结合微球成型***，使得本发明在光学镜片的精密成型领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备的示意图。
图2是本发明聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备注射***和微球成型***结构图。
图中：1.注射***，2.微球成型***，3.机械臂***，4.模具***；4-1.模压头，4-2.底模(底模上装有石墨烯硅片)，1-1.机筒，1-2.料斗，1-3.注射螺杆，1-4.加热圈，1-5.前料筒，2-1.成型室，2-2.螺旋辊(上下共两个)，2-3.侧辊(前后共两个)，2-4.驱动轴，2-5.出料槽。
具体实施方式
本发明聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，如图1所示，由注射***1、微球成型***2、机械臂***3、模具***4组成。注射***1与微球成型***2通过法兰结构连接，机械臂***3将微球成形***2成型的微球夹送至模具***4的型腔中，模具***4闭合成型出制件。
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，如图2所示，其注射***1主要由机筒1-1、料斗1-2、注射螺杆1-3、加热圈1-4、前料筒1-5等组成，主要实现聚合物粒料的熔融塑化以及注射进入微球成型***2的功能。
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，如图2所示，其微球成型***2主要包含成型室2-1、螺旋辊2-2、侧辊2-3、驱动轴2-4和出料槽2-5等结构，螺旋辊2-2、侧辊2-3各有两个，成型原理与馒头机、药丸成型机类似，通过螺旋辊2-2的计量挤出输送以及侧辊2-3的约束作用，微球成型***2能够将注射***1送来的熔料精密计量，然后微分成形状大小均一的微球，通过出料槽2-5输送出去。
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，如图1所示，其模具***4设置有八个工位，即八对旋转模具，第一个工位的模具进行模压完毕后马上开始第二个工位的模压，同时第一个工位开始保压冷却，这样大大的缩短了成型周期，单副模具由模压头4-1、底模4-2等组成，底模4-2的显著特点是模腔周围镶嵌有石墨烯硅片，使得模具具备快变模温的特性。
聚合物熔体微分石墨烯模塑成型的具体实施过程是，聚合物料粒通过料斗1-1加入到注射***1中，通过注射螺杆1-3和加热圈1-4的作用熔融塑化，同时熔料经过前料筒1-5注射进入微球成型***2；微球成型***2的螺旋辊2-2(两个)和侧辊2-3(两个)旋转，将前端输送的熔料定量微分成大小形状均一的微球，并向前输送，在螺旋辊2-2末端通过出料槽2-5挤出，然后在机械臂***3的夹持下，放置在底模4-2上紧挨出料槽2-5的型腔的正中央，然后底模4-2顺时针旋转一个工位，模压头4-1向下模压熔体微球，同时通过石墨烯硅片再次对聚合物微球进行加热，消除制件内部的内应力，冷却定型后开模，模压的同时机械臂***3将第二个微球夹送到第二个工位的型腔中，如此往复工作。最终成型的镜片微观纹理呈圆形，双折射现象得到显著地改善。
以上所述为本发明的具体设备及工艺情况，配合各图予以说明。但是本发明并不局限于以上所述的具体设备及工艺过程，任何基于上述所说的对于相关设备修改或替换，任何基于上述所说的对于相关工艺的局部调整，只要在本发明的精神领域范围内，均属于本发明。

Claims (2)

1.聚合物熔体微分石墨烯模塑成型设备，其特征在于：由注塑***、微球成型***、机械臂***和模具***组成，注塑***与微球成型***通过法兰结构连接，机械臂***将微球成形***成型的微球夹送至模具的型腔中，注射***主要包含料斗、机筒、注射螺杆、加热圈、前料筒等结构，能够实现聚合物粒料的熔融塑化以及注射进入微球成型***的功能；微球成型***主要包含成型室、螺旋辊、侧辊、驱动轴、出料槽等结构；模具***设置有多个工位，每个工位有一对能够旋转的模具，单副模具由模压头、底模等组成，底模的模腔周围镶嵌有石墨烯硅片。
2.聚合物熔体微分石墨烯模塑成型方法，其特征在于：聚合物料粒通过料斗加入到注射***中，通过注射螺杆和加热圈的作用熔融塑化，熔料再经过前料筒注射进入微球成型***；微球成型***的两个螺旋辊旋转，将前端输送的熔料定量微分成大小形状均一的微球，并向前输送，在螺旋辊末端通过出料槽挤出，然后在机械臂***的夹持下，放置在紧挨出料槽的模具型腔的正中央，然后底模顺时针旋转一个工位，模压头向下模压熔体微球，同时通过石墨烯硅片再次对聚合物微球进行加热，消除制件内部的内应力，冷却定型成后开模，模压的同时机械臂***将第二个微球夹送到第二个工位的型腔中，如此往复工作。
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