[发明专利]一种用于制备微纳结构的变截面微分化活字式口模

说明书

本发明公开一种用于制备微纳结构的变截面微分化活字式口模，该口模包括一面开口的口模体、条形金属块、弹性部件、支撑板、直线移动装置、金属块驱动系统，多个条形金属块紧密排布在口模体的开口处，多个条形金属块与口模体组成完整的口模；支撑板的两端固定在直线移动装置上，弹性部件的一端固接在支撑板上，弹性部件的另一端固接在条形金属块上，每个条形金属块的一端均与一个条形金属块驱动系统相连。本发明的口模体一面或多面由多个条形金属块组成，条形金属块与口模体共同组成截面可变的口模型腔，可一步挤出截面形状动态变化的含微纳结构的塑料制品，且截面形状方便可调；挤出的塑料制品质量稳定。

技术领域

本发明涉及一种塑料制品挤出成型技术，尤其涉及一种用于制备微纳结构的变截面微分化活字式口模。

背景技术

变截面跨尺度微纳结构塑料制品是指在一维方向上具有宏观尺度，而同时在另外两维方向上具有微纳尺度的截面形状可变的特殊结构。尽管如今已存在多种普通微纳结构的成型方法，但是可以制备跨尺度微纳结构塑料制品并达到商业化应用规模的高效智能加工技术瓶颈却仍未突破。微纳结构加工技术中，微注塑、微热压和LIGA技术已实现一般微纳结构的精密加工。但由于其间歇性的加工流程而使其加工效率和能力受到限制。微挤出方法虽然具有高效的连续加工能力以及可以实现跨尺度微纳通道加工等优点，但通常使用同一口模挤出成型的塑料制品具有相同的截面形状，不能满足日益复杂的功能化微纳结构的加工要求。

口模是塑料挤出加工成型的关键零部件，决定了挤出成型塑料制品的截面形状。传统挤出成型中，改变塑料制品截面形状需要更换口模，耗费人力物力资源、降低生产效率且不能实现塑料制品截面形状连续变化。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，提供一种用于制备微纳结构的变截面微分化活字式口模，用于一步挤出成型变截面跨尺度微纳结构塑料制品。具体技术方案如下：

一种用于制备微纳结构的变截面微分化活字式口模，其特征在于，该口模包括一面开口的口模体、条形金属块、弹性部件、支撑板、直线移动装置、金属块驱动系统，多个所述的条形金属块紧密排布在所述的口模体的开口处，多个所述的条形金属块与所述的口模体组成完整的口模；所述的支撑板的两端固定在所述的直线移动装置上，所述的弹性部件的一端固接在所述的支撑板上，所述的弹性部件的另一端固接在所述的条形金属块上，每个所述的条形金属块的一端均与一个所述的金属块驱动系统相连。

进一步地，所述的金属块驱动系统包括驱动丝、驱动轮，所述的驱动丝一端与所述的条形金属块的上端相连，另一端与所述的驱动轮相连，所述的驱动轮转动，带动所述的驱动丝牵引所述的条形金属块上下移动。

进一步地，所述的直线移动装置包括丝杠、丝杠电机，所述的支撑板的两端各设置一个所述的直线移动装置，所述的支撑板的两端与所述的丝杠固定连接，所述的丝杠均由所述的丝杠电机驱动，实现竖直方向的直线移动。

进一步地，还包括控制器、压力传感器；

所述的压力传感器设置在所述的口模内，用于检测所述的口模内的塑料熔体的压力，并将信号发送给所述的控制器；

所述的控制器与所述的驱动轮、丝杠电机电连接，将所述的压力传感器的信息处理后控制所述的驱动轮、丝杠电机的运动，进而控制每个所述的条形金属块的上下位移，实现口模型腔截面形状的动态变化。

进一步地，所述的弹性部件为弹簧。

进一步地，还包括芯模，所述的芯模为中空毛细管结构，用于在挤出塑料熔体中形成微通道。

进一步地，所述的条形金属块沿所述的口模体横截面方向的宽度为2—4mm。

进一步地，所述的口模体的开口有多个，每个开口均设置多个紧密排布的条形金属块，每个开口处的条形金属块设置有对应的弹性部件、支撑板、直线移动装置、金属块驱动系统。