[实用新型]模拟薄膜热成型的检测试验设备

说明书

所属技术领域

本实用新型是用于模拟薄膜热成型的检测试验设备，主要是测得薄膜在热成型过程中温度、加热速率和受力状态对薄膜起皱的影响，从而减小薄膜在热成型过程中起皱现象。

技术背景

人们对于产品表面装饰越来越重视，传统的表面装饰技术有喷漆、真空电镀、热转印等，但是存在很多缺点，例如：表面耐磨性差、环境污染等，已经无法满足市场更高的质量和审美需求。IMD解决了传统表面不足，逐渐成为极具发展潜力的高档塑料件生产工艺。它取代涂料和喷漆广泛应用到商业、建筑、汽车和航空航天领域。不仅节约了高昂的设备成本，而且使产品表面耐摩性好，耐腐蚀性好，触感丰富，安全环保，表面光洁亮丽，可使颜色长期保持鲜亮不褪色。但是在热成型过程中常常存在薄膜起皱等问题，影响了产品的美观和性能。

为此本实用新型提供了一种能够模拟薄膜动态膨胀热成型过程的检测试验设备。通过压力传感器和温度传感器分别测出薄膜起皱最小时的加热速率和温度。为产品的热成型提供数据依据，从而提高产品质量。

发明内容

为了减小薄膜热成型过程中起皱现象，本实用新型提供了一种能测试薄膜热成型过程中温度、加热速率和压力对薄膜起皱影响最小的数据区间。为产品热成型提供数据依据。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型由加热设备和带有鼓风装置的夹持薄膜的试验夹具组成。加热设备由1000W的辐射加热器和控制器组成。试验夹具包括圆筒形铝块夹持块、压边装置、温度传感器、线性差动变压器LVDT、密封圈、压力传感器、2个筒形加热器、带冷却夹套的红外温度传感器、盛放压缩氮气的压力容器和针型阀及数据采集系统。同时打开加热装置和向由夹持件、薄膜和装有红外温度传感器的冷气夹套组成的密封孔中充入压缩氮气，由传感器将采集到的数据传给数据采集系统，然后分析出起皱最小时对应的温度、加热速率及压力值。

本实用新型的有益效果是：模拟薄膜热成型过程中起皱最小时的温度、加热速率和所受压力。为薄膜热成型提供有效的数据信息。从而提高薄膜热成型产品的表面质量。

附图说明

图1为模拟薄膜热成型检测试验设备

图中 1.辐射加热器，2.线性差动变压器LVDT，3.压边装置，4.薄膜，5.不锈钢管，6.氮气气瓶，7.针型阀，8.圆筒形夹持铝块，9.带冷却夹套的红外温度传感器，10.6个螺丝钉，11.筒形加热器，12.压力传感器，13.O-型密封圈，14.数据采集系统，15.温度控制器。

具体实施方式

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型由加热设备和带有鼓风装置的夹持薄膜的试验夹具组成。加热设备由1000W的辐射集热器和控制器组成。试验夹具包括圆筒形铝块夹持块、压边装置、温度传感器、线性差动变压器LVDT、O-型密封圈、压力传感器、2个筒形加热器、带冷却夹套的红外温度传感器、盛放压缩氮气的压力容器和针型阀及数据采集系统。

如图1所示将薄膜4放置于圆筒形夹持铝块8上，用压边装置3压住薄膜，利用O-型密封圈12密封防止漏气和薄膜移动。

筒形加热器11与圆筒形夹持铝块8相配，其特征是加热铝块8，利用热传导给处于压边装置3和圆筒形夹持铝块8之间的薄膜加热，防止温度相差过大在动态膨胀热成型发生撕裂。

带冷却夹套的红外温度传感器9与圆筒形夹持铝块8底部相配，用螺丝钉将带冷却夹套的红外温度传感器9拧入圆筒形夹持铝块8底部，其特征是冷却夹套是防止铝块8温度过高 对红外温度传感器产生干扰，测得样品的实际温度。传递给数据采集系统13。

打开针型阀7，由氮气气瓶6通过插入圆筒形夹持铝块8的不锈钢管5向由薄膜4和圆筒形夹持铝块8及带冷却夹套的红外温度传感器9组成的密封孔中充入压缩氮气。其特征是采用动态膨胀法，配合辐射加热器1同步进行，辐射加热器1对暴露在空气中的薄膜加热使其软化，充气膨胀对薄膜起到双轴拉伸的作用。充入氮气量由线性差动变压器LVDT2控制，直到线性差动变压器LVDT2到达薄膜膨胀的圆顶处为止。

压力传感器12穿入圆筒形夹持铝块8，其特征是测得密封孔内的压力，然后传给数据采集系统。

用无摩擦非接触式线性差动变压器LVDT2测量薄膜在动态膨胀中不同加热速率下及不同的应力下薄膜的厚度及膨胀度，并将采集数据传给数据采集系统。

辐射加热器1采用不同的加热速率给暴露在空气中的聚合物薄膜加热，从23℃加热至120℃--180℃(例如以10℃为一个间隔)，其加热速率由温度控制器15控制，并将数据传给数据采集系统。

分别把试样放在3D表面轮廓仪下测量每个试样起皱情况，测量出皱纹的波长和振幅，并且出示光学图。结合波长和振幅分别对应的温度和时间的函数图像将试样进行对比，看在哪个温度、应力及对应的加热速率下起皱最小。