[发明专利]实验用3D堆叠式电纺纤维喷射方法及应用

说明书

实验用3D堆叠式电纺纤维喷射方法及应用，为了解决形成多层电纺纤维层的问题，3D堆叠式电纺纤维喷射成形装置根据实验需求对电纺纤维材质及形状进行自定义喷射，效果是实现纤维多层。

技术领域

本发明属于电纺领域，涉及一种电纺纤维的喷射与收集装置及方法。

背景技术

电纺纤维材料因其卓越的物理、化学特性，拥有广泛的应用领域及发展前景，各国都在加紧改进现有电纺纤维技术或是研制新型的电纺纤维设备。在电纺纤维生产过程中，通过让带有电荷的高分子溶液在高压静电场中喷射、拉伸、劈裂、挥发固化，最终形成纤维状特质。随着材料合成技术的进步和电纺纤维应用领域的不断扩展，实验和工程应用领域需要更高效地测试、研究多层不同材料在电纺纤维叠加后的物理化学特性。由于电纺溶液的配比复杂、种类多、喷射时间长、环境参数复杂，利用人工手动实现多层电纺纤维3D堆叠实验往往需要克服许多困难，如分层喷射、喷射模板定义、喷射时间设定、喷射角度测量及喷射区域控制等。而且人工操作的随机性大且实验步骤复杂，实验数据经常出现较大程度的偏差。

发明内容

为了解决形成多层电纺纤维层的问题，本发明提出如下技术方案：一种实验用3D堆叠式电纺纤维喷射方法，3D堆叠式电纺纤维喷射成形装置根据实验需求对电纺纤维材质及形状进行自定义喷射。

进一步的，所述装置使用前，根据各层电纺纤维的材质要求进行电纺溶液配比，将不同配比的电纺溶液分别装入电纺容器内，转台旋转驱动电机旋转，使喷射针头对齐旋转收集托盘的中心；根据各层的电纺纤维的形状要求选择不同的模板，依次安装在模型转台的支撑臂，调节模型转台支杆高度调节环的高度，使模型转台距离旋转收集托盘2～5cm；当模型转台支撑臂位于初始位置，模型转台驱动电机正向旋转，使第一个平面托板旋转至旋转收集托盘，且平面托板的中心与旋转收集托盘及喷射针头的中心三点重合且垂直；下压运动平台横、纵向运动调整，使得压力板对旋转收集托盘施以压力，对位于旋转收集托盘的电纺限位定压、定温加热；对单层电纺纤维定压、定温加热，先将两个横向运动驱动电机驱动横杆，将下压运动平台横向移动至旋转收集托盘的上方，纵向运动驱动电机驱动纵杆，使平面压力调节器下压，由连接在压力调节器下方的压力板的压力薄膜定压，由加热薄膜将电纺纤维定温加热。

进一步的，压力调节器由两个支撑柱和若干个压力调节柱组成，支撑柱在两侧起支撑作用，压力调节柱以横轴为中心可翻转，通过支撑柱工作的数量来调节多个等级的压力，其工作为使得工作柱处于竖直位置。

进一步的，下压运动平台33位于初始位置，根据第一种电纺溶液的类型选择合适的压力薄膜材料，将压力薄膜安装在压力板，硅橡胶加热薄膜将压力薄膜加热至指定温度，调节平面压力调节器的压力调节柱位于竖直方向的的数量，以使压力板压向旋转收集托盘的压力与计划相符。

进一步的，电纺纤维喷射过程中，调节四个出风的出气条宽度及方向，启动外部恒温恒湿气源，四个可调式出风口在旋转收集托盘的四周形成恒温恒湿的气场，第一种电纺溶液在电场和压力的作用下从针头中喷射出来，并按第一种模板的形状在旋转收集托盘上成形，第一种电纺溶液喷射指定时间后模型转台驱动电机正向旋转。

本发明还涉及一种电纺纤维喷射成形装置在多种材质及形状的多层电纺纤维形成中的应用。

有益效果：本发明通过可旋转的电纺喷射转台、模型转台以转动的形式，实现了电纺纤维材质、形状的自动轮换喷射，且收集台以下压运动平台实现了其横竖向移动，使得可以在需要时候层层压紧电纺纤维，形成3D分层结构，且，上述手段的结合，实现了不同材质、形状的电纺纤维自动轮换的分层结构。

附图说明

图1是本发明所述喷射形成装置的结构示意图；

图2是3D堆叠式电纺纤维喷射效果图；

图3是平面压力调节器结构示意图。

10.模型转台,11.驱动电机,12支撑臂,13.平面托板,14.支杆,15.支杆高度调节环；