CN107511909A - 螺旋状重组竹的制备方法及生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种螺旋状重组竹的制备方法及生产设备，该制备方法包括：取材，将待加工材料划分成多组；进料，将多组待加工材料分别送入螺旋缠绕装置的多个进料口；螺旋缠绕，将多组待加工材料进行缠绕，形成螺旋状结构后出料；铺料，将螺旋缠绕后的材料进行铺装；预压，将铺装后的材料进行预压；成型，采用热压或冷压工艺将预压后的材料压制成方形。
Description
技术领域
本发明涉及林业工程领域，且特别涉及一种螺旋状重组竹的制备方法及生产设备。
背景技术
“以竹代木”已然是当下解决木材资源短缺，推进产业经济发展的重要决策。竹产业三十年的发展，从起初的原竹利用到如今的加工利用，对整个行业经济的推动至关重要。尤其是重组竹产品的开发，已经成为了竹材工业发展的主流。
目前重组竹主要以竹疏解单元为原料，通过顺纹组坯热压(或冷压)而成，相比普竹材料，有效地提高了竹材的利用率。然而，重组竹仍然存在着横向剪切强度弱、后期加工形态单一的现实问题。因此，如何在高效利用竹材资源基础上，有效提升重组竹力学性能、丰富加工形态对促进竹产业发展具有重要的现实意义。
发明内容
本发明为了克服现有重组竹横向剪切强度弱的问题，提供一种力学性能好且加工形态丰富的螺旋状重组竹的制备方法及生产设备。
为了实现上述目的，本发明提供一种螺旋状重组竹的制备方法，该方法包括：
取材，将待加工材料划分成多组；
进料，将多组待加工材料分别送入螺旋缠绕装置的多个进料口；
螺旋缠绕，将多组待加工材料进行缠绕，形成螺旋状结构后出料；
铺料，将螺旋缠绕后的材料进行铺装；
预压，将铺装后的材料进行预压；
成型，采用热压或冷压工艺将预压后的材料压制成方形。
根据本发明的一实施例，待加工材料为原色、碳化或染色浸胶后的竹制材料的一种或多种的组合，竹制材料为竹疏解材、竹篾、竹丝、竹束或竹皮。
根据本发明的一实施例，待加工材料为两种颜色各异的竹制材料，经螺旋缠绕后形成异色的DNA双螺旋重组竹。
根据本发明的一实施例，在进料是，螺旋缠绕装置的多个进料口同步进料且每一进料口中前进料末端与后进料前端接触重合。
根据本发明的一实施例，在成型阶段采用热压进行压制成型时单位压力5Mpa，采用冷压进行压制时单位压力50Mpa。
根据本发明的一实施例，重组后形成的重组竹密度为0.8g/cm3～1.2g/cm3，含水率为8％～18％。
相对应的本发明还提供一种螺旋状重组竹的生产设备，该设备包括螺旋缠绕装置、铺料装置、预压装置和成型装置。螺旋缠绕装置包括多个进料口、旋转轴、驱动组件和出料口。旋转轴与多个进料口相连通，在旋转过程中将从多个进料口进入的待加工材料缠绕在一起后输出。驱动组件连接旋转轴，带动旋转轴转动。出料口设置于旋转轴的出料端，将旋转缠绕后的材料进行输出。铺料装置设置于螺旋缠绕装置的出料口的一侧，将螺旋缠绕后的材料进行铺装平整。预压装置设置于所铺料装置的一侧，对铺装平整后的材料进行预压。成型装置设置于预压装置的一侧，对预压后的材料进行材料压制成方形。
根据本发明的一实施例，螺旋缠绕装置上具有两个进料口，旋转轴将从两个进料口进入的材料进行旋转缠绕后形成DNA双螺旋结构。
根据本发明的一实施例，螺旋状重组竹的生产设备还包括推料装置，推料装置设置于铺料装置，在预压完成后，推料装置将材料推送至成型装置上。
根据本发明的一实施例，螺旋缠绕装置的多个进料口同步进料且每一进料口中前进料末端与后进料前端接触重合。
综上所述，本发明提供的螺旋状重组竹的制备方法及生产设备将传统的单一的竹制材料进行螺旋重组，通过螺旋缠绕形成的竹制产品其横向拉升强度不仅受竹制材料自身的影响，同时也受螺旋状的结构的影响，故螺旋缠绕后的竹制产品其横向拉升强度得到大幅度的提升。螺旋状的结构使得重组后的竹产品力学特性得到显著的提高，尤其是横向剪切强度及抗弯强度均满足国标要求。
此外，通过异色螺旋重组，丰富了竹材人造板的表现形态及使用价值，拓宽了原本重组竹单一、常规的建材市场，扩大了使用范围。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1所示为本发明一实施例提供的螺旋状重组竹的制备方法的流程图。
图2所示为本发明一实施例提供的螺旋状重组竹的生产设备的结构示意图。
图3所示为图2中螺旋缠绕装置在另一视角下的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供的螺旋状重组竹的制备方法始于步骤S10：
步骤S10、取材，将待加工材料划分成多组。于本实施例中，待加工材料分为两组，其中一组是染色的竹疏解材，另一组是碳化的竹篾，两者的颜色各异。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，当螺旋缠绕装置具有多个进料口时，可将待加工材料划分为三组以上。于本实施例中，染色的竹疏解材和碳化的竹篾两者具有不同的颜色，两者经螺旋缠绕后形成异色的DNA双螺旋重组竹。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，待加工材料可为原色、碳化或染色浸胶后的竹制材料的一种或多种的组合，竹制材料为竹疏解材、竹篾、竹丝、竹束或竹皮。具体而言，当螺旋缠绕装置具有两个进料口时，若选取待加工材料为原色的竹疏解材，则将原色的竹疏解材划分为两组，划分后的材料送入螺旋缠绕装置进行缠绕；或者选取其中一组是原色竹丝，另一组为碳化竹束；或者其它类型的竹制材料的结合。本实施例提供的螺旋状重组竹的制备方法选材范围广，多种形状各异的材料的组合使得重组后的产品表现形式非常丰富，扩大的产品的使用范围。
在选材结束后执行步骤S20、进料，将多组待加工材料分别送入螺旋缠绕装置的多个进料口。于本实施例中，螺旋缠绕装置上具有两个进料口，染色的竹疏解材和碳化的竹篾分别进入两个进料口且被输送至旋转轴。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，螺旋缠绕装置上可具有三个以上的进料口，三组以上的竹制材料经旋转轴旋转后形成多重缠绕。相比两组材料的缠绕，多重缠绕具有更好的力学特性。
步骤S30、螺旋缠绕，将两组待加工材料进行缠绕，形成螺旋状结构后出料。于本实施例中，螺旋缠绕装置包括旋转轴和驱动旋转轴转动的驱动组件，在缠绕过程中，驱动组件带动旋转轴转动，待加工的材料由进料口输送至旋转轴上，旋转轴在旋转的过程中将两组待加工材料旋转缠绕在一起。于本实施例中，两组竹制材料经螺旋缠绕后形成异色的DNA双螺旋重组竹。然而，本发明对此不作任何限定。DNA双螺旋结构仅仅是螺旋重组竹中的一种形态，于其它实施例汇总，螺旋重组竹可为其它螺旋结构。
于本实施例中，在进料时设置多个进料口同步进料，该设置使得重组后的产品的任何部分均由多组竹制材料制成，保证重组后的材料的一致性，避免出现局部缺陷。进一步的，设置每一进料口中前进料末端与后进料前端接触重合，该设置保证了连接处的完整度，提高产品连接处的强度。
在螺旋缠绕完成后，需要将材料进行预压。执行步骤S40、在预压之前需要将材料铺装在预压装置的一侧。于本实施例中，采用铺装板震动的方式来将螺旋缠绕后的材料进行整齐的铺装，避免材料的重叠。然而，本发明对铺装的具体形式不作任何限定。
由于竹制品厚度较厚，一次性压制成型效果并不好，故在成型之前执行步骤S50、将铺装后的材料进行预压。于本实施例中，在成型之前进行一次预压。然而，本发明对预压的次数不作任何限定。于其它实施例中，当竹制品的厚度非常大时可进行多次预压。
在预压后执行步骤S60、成型，采用热压或冷压工艺将预压后的材料压制成方形。成型压制后的重组竹密度为0.8g/cm3～1.2g/cm3，含水率为8％～18％。于本实施例中，在成型时采用冷压，压制时单位压力为50Mpa。然而的，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，在步骤S60中可以采用热压，热压在压制成型时单位压力为5Mpa。
多组竹材料的螺旋重组所形成的重组竹，缠绕的结构使得每组竹材料的横向特性相互影响从而大幅度提高了多组竹材料的力学特性，尤其是横向拉升强度和横向剪切强度，使得重组后的产品能满足国标的要求，实现“以竹代木”。
相对应的，本实施例还提供一种螺旋状重组竹的生产设备。如图2所示，该设备包括螺旋缠绕装置1、铺料装置2、预压装置3和成型装置4。螺旋缠绕装置1包括多个进料口11、旋转轴12、驱动组件(由于视角的原因，图未示出)和出料口13。旋转轴12与多个进料口11相连通，在旋转过程中将从多个进料口11进入的待加工材料缠绕在一起后输出。驱动组件连接旋转轴12，带动旋转轴12转动。出料口13设置于旋转轴12的出料端，将旋转缠绕后的材料进行输出。铺料装置2设置于螺旋缠绕装置的出料口的一侧，将螺旋缠绕后的材料进行铺装平整。预压装置3设置于所铺料装置2的一侧，对铺装平整后的材料进行预压。成型装置4设置于预压装置2的一侧，对预压后的材料进行材料压制成方形。
于本实施例中，如图3所示，螺旋缠绕装置1上具有两个进料口11，待加工材料分为两组，其中一组是染色的竹疏解材，另一组是碳化的竹篾，两者的颜色各异，旋转轴将从两个进料口进入的材料进行旋转缠绕后形成DNA双螺旋结构。然而，本发明对螺旋缠绕装置上的进料口的数量不作任何限定。于其它实施例中，螺旋缠绕装置1上可具有三个以上的进料口，多重缠绕可具有更好的力学特性。
为保证重组后产品的一致性，避免出现缺料缺陷，于本实施例中，设置螺旋缠绕装置的两个进料口11同步进料且每一进料口11中前进料末端与后进料前端接触重合。
于本实施例中，铺料装置2包括支撑架、铰接于支撑架的铺料板以及驱动铺料板震动的电机。在铺料过程中电机驱动铺料板震动，将防止在铺料板上的材料铺装平整，避免材料堆叠。然而，本发明对铺料装置2的具体结构不作任何限定。
为具有很好的自动化效果，螺旋状重组竹的生产设备还包括推料装置5，于本实施例中，推料装置5为设置在铺装板上给的推料板，铺装板上具有滑轨，在预压完成后，推料板将材料推送至成型装置4上。
综上所述，本发明提供的螺旋状重组竹的制备方法及生产设备将传统的单一的竹制材料进行螺旋重组，通过螺旋缠绕形成的竹制产品其横向拉升强度不仅受竹制材料自身的影响，同时也受螺旋状的结构的影响，故螺旋缠绕后的竹制产品其横向拉升强度得到大幅度的提升。螺旋状的结构使得重组后的竹产品力学特性得到显著的提高，尤其是横向剪切强度及抗弯强度均满足国标要求。
此外，通过异色螺旋重组，丰富了竹材人造板的表现形态及使用价值，拓宽了原本重组竹单一、常规的建材市场，扩大了使用范围。
虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。
Claims (10)
1.一种螺旋状重组竹的制备方法，其特征在于，包括：
取材，将待加工材料划分成多组；
进料，将多组待加工材料分别送入螺旋缠绕装置的多个进料口；
螺旋缠绕，将多组待加工材料进行缠绕，形成螺旋状结构后出料；
铺料，将螺旋缠绕后的材料进行铺装；
预压，将铺装后的材料进行预压；
成型，采用热压或冷压工艺将预压后的材料压制成方形。
2.根据权利要求1所述的螺旋状重组竹的制备方法，其特征在于，所述待加工材料为原色、碳化或染色浸胶后的竹制材料的一种或多种的组合，所述竹制材料为竹疏解材、竹篾、竹丝、竹束或竹皮。
3.根据权利要求1所述的螺旋状重组竹的制备方法，其特征在于，所述待加工材料为两种颜色各异的竹制材料，经螺旋缠绕后形成异色的DNA双螺旋重组竹。
4.根据权利要求1所述的螺旋状重组竹的制备方法，其特征在于，在进料是，螺旋缠绕装置的多个进料口同步进料且每一进料口中前进料末端与后进料前端接触重合。
5.根据权利要求1所述的螺旋状重组竹的制备方法，其特征在于，在成型阶段采用热压进行压制成型时单位压力5Mpa，采用冷压进行压制时单位压力50Mpa。
6.根据权利要求1或5所述的螺旋状重组竹的制备方法，其特征在于，重组后形成的重组竹密度为0.8g/cm3～1.2g/cm3，含水率为8％～18％。
7.一种螺旋状重组竹的生产设备，其特征在于，包括：
螺旋缠绕装置，包括：
多个进料口；
旋转轴，与多个进料口相连通，在旋转过程中将从多个进料口进入的待加工材料缠绕在一起后输出；
驱动组件，连接所述旋转轴，带动旋转轴转动；
出料口，设置于所述旋转轴的出料端，将旋转缠绕后的材料进行输出；
铺料装置，设置于所述螺旋缠绕装置的出料口的一侧，将螺旋缠绕后的材料进行铺装平整；
预压装置，设置于所铺料装置的一侧，对铺装平整后的材料进行预压；
成型装置，设置于所述预压装置的一侧，对预压后的材料进行材料压制成方形。
8.根据权利要求7所述的螺旋状重组竹的生产设备，其特征在于，所述螺旋缠绕装置上具有两个进料口，旋转轴将从两个进料口进入的材料进行旋转缠绕后形成DNA双螺旋结构。
9.根据权利要求7所述的螺旋状重组竹的生产设备，其特征在于，所述螺旋状重组竹的生产设备还包括推料装置，所述推料装置设置于铺料装置，在预压完成后，所述推料装置将材料推送至成型装置上。
10.根据权利要求7所述的螺旋状重组竹的生产设备，其特征在于，螺旋缠绕装置的多个进料口同步进料且每一进料口中前进料末端与后进料前端接触重合。
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