機(jī)理等方面的資料查閱和研宄統(tǒng)計(jì)，可以加入纖維素，淀粉等以改善其性能脆，斷裂形變小，韌性差，熱穩(wěn)定性差等一系列問題。
[0015]創(chuàng)新點(diǎn)與特色:
[0016]1.通過加熱冷凝技術(shù)，制造可熔融高分子材料且將其冷凝制成絲狀的裝置，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。
[0017](I)擠壓系統(tǒng):塑料通過擠壓系統(tǒng)而塑化成均勻的熔體，并在這一過程中所建立壓力下，被連續(xù)的擠出機(jī)頭。
[0018](2)傳動(dòng)系統(tǒng):供給在擠出過程中所需要的力矩和轉(zhuǎn)速。
[0019](3)加熱冷卻裝置:加熱與冷卻是塑料擠出過程能夠進(jìn)行的必要條件。
[0020]2.通過數(shù)字化方式實(shí)現(xiàn)測(cè)試材料的模型設(shè)計(jì)及尺寸的精確控制，從一定程度上避免了傳統(tǒng)磨削手段在制造樣品過程中產(chǎn)生的不確定性，有效減少測(cè)試誤差，提高材料性能測(cè)試精度。擠出裝置的搭建及高分子材料的研宄很好的為數(shù)字化模型提供了前提條件和應(yīng)用平臺(tái)。
【附圖說明】
[0021]圖1為擠出機(jī)正視圖；
[0022]圖2為擠出機(jī)右視圖；
[0023]圖3為擠出機(jī)立體圖。
[0024]1-料斗2-熱電偶3-螺桿4-加熱圈5-機(jī)筒6_螺旋葉片7_接料架8-手柄。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。
[0026]實(shí)施例1
[0027]簡(jiǎn)便易行單螺旋裝置見圖1-3，其材料選用性能較好的合金鋼，機(jī)筒長度為30cm，內(nèi)直徑為8cm，壁厚2mm。螺桿選用帶有螺旋葉片的螺桿，螺旋葉片的螺距為3cm，螺旋葉片的直徑與機(jī)筒內(nèi)徑相同。擠出口部分采用前端直徑為3_，后端與機(jī)筒相連的圓臺(tái)狀套頭的漏斗形結(jié)構(gòu)；料斗為上直徑設(shè)計(jì)為7cm，下直徑為2cm的漏斗。手柄桿與螺桿相連接，機(jī)筒左側(cè)封閉，但留處空隙保證手柄靈活運(yùn)轉(zhuǎn)。長度1cm的接料架用于承接擠出的絲狀材料。機(jī)身加熱筒外采用圓柱筒形加熱圈，包裹在機(jī)身外，利用熱電偶顯示溫度，一般溫度選擇在200°C左右，使PLA材料既能融化又不產(chǎn)生分解。
[0028]加熱圈升溫到材料的熔化溫度，如塑料的200°C，材料粉不斷由料斗倒入，旋轉(zhuǎn)手柄，塑料粉經(jīng)加熱熔化，并在螺旋葉片的推動(dòng)下在擠出口擠出絲狀材料，由表面光滑的接料架承接材料并在將空氣中快速冷凝成型。
[0029]實(shí)施例2
[0030]利用發(fā)明用于研宄PLA材料的改性
[0031](I)聚乳酸的增強(qiáng)改性(纖維材料共混增強(qiáng))
[0032]a.在聚乳酸中添加纖維素及木質(zhì)素等天然纖維，在保持聚乳酸生物可降解性的基礎(chǔ)上提高其強(qiáng)度。
[0033]b.在加工過程中，將玻璃纖維與聚乳酸在高剪切力的作用下共混，使其均勻分布于基體樹脂中，從而使得成型后的材料在受外力作用時(shí)，力沿著玻璃纖維取向的方向傳遞，分擔(dān)基體樹脂的受力，從而提尚材料的強(qiáng)度。
[0034](2)聚乳酸的增韌改性
[0035]a.共混改性
[0036]在聚乳酸中加入比其模量更低的彈性體或者增塑劑，當(dāng)聚乳酸收到?jīng)_擊時(shí)，增韌劑可以吸收或分散沖擊能量，從而改善聚乳酸的韌性。
[0037]b.共聚改性
[0038]通過共聚的方法，在聚乳酸的分子中引入其他分子鏈，通過降低聚乳酸分子的規(guī)整度，限制各分子鏈之間的相互作用，從而降低聚乳酸的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，提高其耐沖擊性能的方法。
[0039](3)聚乳酸的耐熱性
[0040]a.提尚結(jié)晶度，在PLA中引入層狀娃酸鹽等納米材料可以提尚基體的耐熱性，還可以提尚其力學(xué)性能。
[0041 ] b.共混改性，將PLA與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高的高分子共混進(jìn)行復(fù)合，提高材料的耐熱性。
[0042]通過數(shù)字化方式實(shí)現(xiàn)測(cè)試材料的模型設(shè)計(jì)及尺寸的精確控制，從一定程度上避免了傳統(tǒng)磨削手段在制造樣品過程中產(chǎn)生的不確定性，有效減少測(cè)試誤差，提高材料性能測(cè)試精度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種簡(jiǎn)便3D打印用高分子材料擠出裝置，其特征在于，主要由料斗(1)、熱電偶(2)、螺桿(3)、加熱圈(4)、機(jī)筒(5)、螺旋葉片(6)、接料架(7)、手柄(8)構(gòu)成；螺桿(3)同軸位于圓筒形機(jī)筒(5)的中心位置，螺桿(3)與機(jī)筒(5)外的手柄(8)連接，機(jī)筒(5)在手柄(8)這一側(cè)的端面設(shè)有帶圓孔的蓋，螺桿(3)穿過圓孔且可任意沿自身軸轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)筒(5)的另一端安裝有漏斗形的的擠出口部分，漏斗中心設(shè)有開口，稱為擠出口(9)，擠出口與接料架(7)相連，用于承接擠出的絲狀材料；機(jī)筒(5)內(nèi)螺桿(3)上固定有一螺旋葉片￠)，螺旋葉片的直徑與機(jī)筒內(nèi)徑相同；機(jī)筒(5)的外面設(shè)有加熱圈(4)，加熱圈(4)上設(shè)有熱電偶(2)，在靠近手柄(8)這一側(cè)的機(jī)筒(5)側(cè)面安裝有料斗(I)與機(jī)筒(5)內(nèi)部連通。2.利用權(quán)利要求1的一種簡(jiǎn)便3D打印用高分子材料擠出裝置擠出高分子材料的方法，其特征在于，包括以下步驟:加熱圈升溫到材料的熔化溫度，材料粉不斷由料斗倒入，旋轉(zhuǎn)手柄，塑料粉經(jīng)加熱熔化，并在螺旋葉片的推動(dòng)下在擠出口擠出絲狀材料，由表面光滑的接料架承接材料并在將空氣中快速冷凝成型。3.權(quán)利要求1的一種簡(jiǎn)便3D打印用高分子材料擠出裝置用于PLA改性。
【專利摘要】3D打印用高分子材料擠出裝置及其應(yīng)用，屬于材料擠出裝置技術(shù)領(lǐng)域。主要由料斗、熱電偶、螺桿、加熱圈、機(jī)筒、螺旋葉片、接料架、手柄構(gòu)成。加熱圈升溫到材料的熔化溫度，材料粉不斷由料斗倒入，旋轉(zhuǎn)手柄，塑料粉經(jīng)加熱熔化，并在螺旋葉片的推動(dòng)下在擠出口擠出絲狀材料，由表面光滑的接料架承接材料并在將空氣中快速冷凝成型。用于進(jìn)行更多的PLA改性試驗(yàn)。本發(fā)明的裝置具有高效、節(jié)能、簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。
【IPC分類】B29C47/00
【公開號(hào)】CN104960171
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510250649
【發(fā)明人】郭福, 孟佳紅
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年5月18日