摘 要：本發(fā)明提供一種改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備裝置，包括：Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)、纖維鋪放室、氣流導(dǎo)流部、支撐部和供氣部；纖維鋪放室設(shè)置帶有排氣孔的蓋板，Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定在蓋板上表面，Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸通過(guò)連接件與U形支架連接，帶動(dòng)U形支架沿X軸旋轉(zhuǎn)，U形支架上設(shè)置夾持組件，用于夾持待鋪放纖維的型殼；氣流導(dǎo)流部為變直徑圓柱結(jié)構(gòu)，在氣流導(dǎo)流部的束口位置設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，纖維設(shè)置于過(guò)濾網(wǎng)上；氣流導(dǎo)流部和纖維鋪放室設(shè)置于支撐部上；供氣部與氣流導(dǎo)流部入口連接，形成氣流流動(dòng)通道。本發(fā)明解決硅溶膠型殼制備過(guò)程中纖維鋪覆不均勻問(wèn)題，提升復(fù)合型殼常溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度等力學(xué)性能，并能提供型殼焙燒后的透氣性。
技術(shù)要點(diǎn)
1.一種改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備裝置，其特征在于，包括：
Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)；
纖維鋪放室，所述纖維鋪放室設(shè)置帶有排氣孔的蓋板，所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定在蓋板上表面，所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸通過(guò)連接件與U形支架連接，帶動(dòng)U形支架沿X軸旋轉(zhuǎn)，所述U形支架上設(shè)置夾持組件，用于夾持待鋪放纖維的型殼；
氣流導(dǎo)流部，所述氣流導(dǎo)流部為變直徑圓柱結(jié)構(gòu)，在氣流導(dǎo)流部的束口位置設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，纖維設(shè)置于過(guò)濾網(wǎng)上；
支撐部，所述氣流導(dǎo)流部和纖維鋪放室設(shè)置于支撐部上；
供氣部，所述供氣部與氣流導(dǎo)流部入口連接，形成氣流流動(dòng)通道；
所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)夾持組件繞X軸以特定速率轉(zhuǎn)動(dòng)，供氣部向氣流導(dǎo)流部供氣，將過(guò)濾網(wǎng)上的纖維均勻吹出，鋪放在型殼上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼制備裝置，其特征在于：所述夾持組件包括第一夾持部、第二夾持部，由第一夾持部、第二夾持部共同夾持待鋪放纖維的型殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼制備裝置，其特征在于：所述改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼制備裝置還設(shè)置X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述U形支架固定連接，所述X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸通過(guò)連接件與第一夾持部連接，帶動(dòng)夾持組件沿Y軸旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼制備裝置，其特征在于：所述第二夾持部所在端的U形支架設(shè)置緊固塊，緊固塊左端開(kāi)有R7的凹槽，所述第二夾持部通過(guò)連接件與光軸一端通過(guò)過(guò)盈配合連接，所述光軸另一端為R5半圓頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼制備裝置，其特征在于：所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為0-12r/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼制備裝置，其特征在于：所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)和X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為0-12r/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼制備裝置，其特征在于：所述供氣部包括錐形橡膠塞、橡膠軟管、壓力表、節(jié)流閥、空氣壓縮泵，所述橡膠軟管的一端與錐形橡膠塞連接，所述橡膠軟管的另一端與空氣壓縮泵的出氣口連接，所述橡膠軟管設(shè)置氣壓表，所述氣壓表和空氣壓縮泵之間設(shè)置節(jié)流閥。
8.一種利用權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備裝置制備改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1：采用硅溶膠對(duì)劍麻纖維進(jìn)行改性處理，將劍麻纖維用去離子水清洗干凈，在50℃下烘干，將烘干后的劍麻纖維放入濃度為20％的硅溶膠中浸泡48h，取出后在室溫20-30℃下晾置24h；
S2：制備型殼面層，將320目的鋯英粉與硅溶膠按質(zhì)量比為3：1的比例混合，并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.2%的乙烯烷基醇醚潤(rùn)濕劑和正辛醇消泡劑，連續(xù)均勻攪拌24h后，得到面層涂料，用蠟?zāi)Ｇ逑匆呵逑磫蝹€(gè)尺寸為40mm×20mm×6蠟模表面后晾干，用塑料滴管將面層涂料均勻滴涂至蠟?zāi)１砻?，撒砂并干?/font>24h，得到型殼面層；
S3：制備型殼過(guò)渡層，將200目的耐火粉料莫來(lái)粉與硅溶膠按質(zhì)量比為1.6：1比例混合，攪拌12h后，得到過(guò)渡層涂料，用塑料滴管將過(guò)渡層涂料均勻滴涂至S2的面層上，撒砂并干燥12h，得到型殼過(guò)渡層；
S4：制備型殼背層，將200目的的耐火粉料莫來(lái)粉與硅溶膠按質(zhì)量比為1.3-1.4：1比例混合，攪拌12h后，得到背層涂料，用塑料滴管將背層涂料均勻滴涂至步驟S3的過(guò)渡層上，將過(guò)濾網(wǎng)上的纖維均勻吹出，將不同長(zhǎng)度的短切改性劍麻纖維按不同加入量均勻鋪放到型殼背層涂料中，撒砂、干燥12h后得到型殼背層；
S5：制備型殼封漿層，將200目莫來(lái)粉與硅溶膠按質(zhì)量比為1.3-1.4：1的比例混合，攪拌12h后，得到封漿層涂料，用塑料滴管將封漿層涂料均勻滴涂至步驟S4的背層上，干燥12h得到封漿層，即可制得改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備方法，其特征在于：所述S2-S5中硅溶膠溶液中SiO2含量為25%。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備方法，其特征在于：所述S4中供氣部吹出氣體的壓力0.015MPa，吹覆時(shí)間2s。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于：所述步驟S4中短切改性劍麻纖維長(zhǎng)度分別為2.5mm、4.0mm、5.5mm，纖維初始鋪覆量設(shè)為100mg、200mg、300mg、400mg、500mg。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及熔模鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備裝置和方法。
背景技術(shù)
熔模精密鑄造技術(shù)是高精度結(jié)構(gòu)零部件或少切削/無(wú)切削液態(tài)金屬成形的特種鑄造方法之一，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、燃?xì)廨啓C(jī)葉片等精密復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的鑄造用模具。硅溶膠作為一種優(yōu)質(zhì)水機(jī)粘結(jié)劑，廣泛應(yīng)用于熔模精密鑄造型殼制備，但硅溶膠型殼現(xiàn)存的突出缺陷是型殼的常溫強(qiáng)度低，透氣性差，制殼周期長(zhǎng)、鑄件清理困難。尤其在生產(chǎn)大型鑄件時(shí)，由于型殼制備操作復(fù)雜、成本過(guò)高，且常溫強(qiáng)度達(dá)不到使用要求而在使用方面受到諸多限制。業(yè)界多通過(guò)在攪拌方式，將纖維作為增強(qiáng)體加入金屬基、陶瓷基、樹(shù)脂基、硅溶膠型殼復(fù)合材料，以此來(lái)提高復(fù)合材料基體的力學(xué)性能和組織性能。在硅溶膠中摻雜短切劍麻纖維來(lái)增強(qiáng)型殼，以劍麻纖維為常溫增強(qiáng)材料和成孔劑，理論上在改善型殼透氣性的同時(shí)能提升復(fù)合型殼常溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度等力學(xué)性能。
在纖維增強(qiáng)硅溶膠型殼的制備過(guò)程中，當(dāng)前普遍采用的工藝方法是將纖維直接添加到漿料中，并輔以超聲、機(jī)械攪拌等手段使纖維在漿料中分散。上述方式對(duì)于硅溶膠型殼強(qiáng)度以及透氣性在一定程度上均有所改善，但總體上纖維的摻混效果不佳。特別是當(dāng)大量纖維摻混到涂料中時(shí)，由于纖維作為增強(qiáng)相加入到型殼中，其直接與涂料混合或與粘結(jié)劑混合，涂料粘度急劇增加，導(dǎo)致涂料的涂掛性降低，并且隨著纖維長(zhǎng)度的增加，纖維在涂料中更易出現(xiàn)分散不均勻，導(dǎo)致纏結(jié)、聚集的現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)硅溶膠型殼基體產(chǎn)生割裂作用，由此對(duì)型殼帶來(lái)的負(fù)作用遠(yuǎn)超過(guò)纖維對(duì)型殼的增強(qiáng)作用。因此，因此針對(duì)該弊端，為了更好地發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用，亟需探索一種新型纖維加入方式，使纖維更加均勻地鋪覆在硅溶膠型殼涂料中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一是提供一種改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備裝置，解決現(xiàn)有硅溶膠型殼制備過(guò)程中纖維鋪覆不均勻問(wèn)題，進(jìn)而提升復(fù)合型殼常溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度等力學(xué)性能，并提供型殼焙燒后的透氣性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備裝置，包括：
Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)；
纖維鋪放室，所述纖維鋪放室設(shè)置帶有排氣孔的蓋板，所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定在蓋板上表面，所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸通過(guò)連接件與U形支架連接，帶動(dòng)U形支架沿X軸旋轉(zhuǎn)，所述U形支架上設(shè)置夾持組件，用于夾持待鋪放纖維的型殼；
氣流導(dǎo)流部，所述氣流導(dǎo)流部為變直徑圓柱結(jié)構(gòu)，在氣流導(dǎo)流部的束口位置設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，纖維設(shè)置于過(guò)濾網(wǎng)上；
支撐部，所述氣流導(dǎo)流部和纖維鋪放室設(shè)置于支撐部上；
供氣部，所述供氣部與氣流導(dǎo)流部入口連接，形成氣流流動(dòng)通道；
所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)夾持組件繞X軸以特定速率轉(zhuǎn)動(dòng)，供氣部向氣流導(dǎo)流部供氣，將過(guò)濾網(wǎng)上的纖維均勻吹出，鋪放在型殼上。
進(jìn)一步地，所述夾持組件包括第一夾持部、第二夾持部，由第一夾持部、第二夾持部共同夾持待鋪放纖維的型殼。
進(jìn)一步地，所述改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼制備裝置還設(shè)置X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述U形支架固定連接，所述X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸通過(guò)連接件與第一夾持部連接，帶動(dòng)夾持組件沿Y軸旋轉(zhuǎn)。
進(jìn)一步地，所述第二夾持部所在端的U形支架設(shè)置緊固塊，緊固塊左端開(kāi)有R7的凹槽，所述第二夾持部通過(guò)連接件與光軸一端通過(guò)過(guò)盈配合連接，所述光軸另一端為R5半圓頭。
進(jìn)一步地，所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為0-12r/min。
進(jìn)一步地，所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)和X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為0-12r/min。
進(jìn)一步地，所述供氣部包括錐形橡膠塞、橡膠軟管、壓力表、節(jié)流閥、空氣壓縮泵，所述橡膠軟管的一端與錐形橡膠塞連接，所述橡膠軟管的另一端與空氣壓縮泵的出氣口連接，所述橡膠軟管設(shè)置氣壓表，所述氣壓表和空氣壓縮泵之間設(shè)置節(jié)流閥。
基于同一構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備裝置制備改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的方法，包括如下步驟：
S1：采用硅溶膠對(duì)劍麻纖維進(jìn)行改性處理，將劍麻纖維用去離子水清洗干凈，在50℃下烘干，將烘干后的劍麻纖維放入濃度為20％的硅溶膠中浸泡48h，取出后在室溫20-30℃下晾置24h；
S2：制備型殼面層，將320目的鋯英粉與硅溶膠按質(zhì)量比為3：1的比例混合，并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.2%的乙烯烷基醇醚潤(rùn)濕劑和正辛醇消泡劑，連續(xù)均勻攪拌24h后，得到面層涂料，用蠟?zāi)Ｇ逑匆呵逑磫蝹€(gè)尺寸為40mm×20mm×6蠟模表面后晾干，用塑料滴管將面層涂料均勻滴涂至蠟?zāi)１砻妫錾安⒏稍?/font>24h，得到型殼面層；
S3：制備型殼過(guò)渡層，將200目的耐火粉料莫來(lái)粉與硅溶膠按質(zhì)量比為1.6：1比例混合，攪拌12h后，得到過(guò)渡層涂料，用塑料滴管將過(guò)渡層涂料均勻滴涂至S2的面層上，撒砂并干燥12h，得到型殼過(guò)渡層；
S4：制備型殼背層，將200目的的耐火粉料莫來(lái)粉與硅溶膠按質(zhì)量比為1.3-1.4：1比例混合，攪拌12h后，得到背層涂料，用塑料滴管將背層涂料均勻滴涂至步驟S3的過(guò)渡層上，將過(guò)濾網(wǎng)上的纖維均勻吹出，將不同長(zhǎng)度的短切改性劍麻纖維按不同加入量均勻鋪放到型殼背層涂料中，撒砂、干燥12h后得到型殼背層；
S5：制備型殼封漿層，將200目莫來(lái)粉與硅溶膠按質(zhì)量比為1.3-1.4：1的比例混合，攪拌12h后，得到封漿層涂料，用塑料滴管將封漿層涂料均勻滴涂至步驟S4的背層上，干燥12h得到封漿層，即可制得改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼。
進(jìn)一步地，所述S1-S5中硅溶膠溶液中SiO2含量為25%。
進(jìn)一步地，所述S4中供氣部吹出氣體的壓力0.015MPa，吹覆時(shí)間2s。
進(jìn)一步地，所述步驟S4中短切改性劍麻纖維長(zhǎng)度分別為2.5mm、4.0mm、5.5mm，纖維初始鋪覆量設(shè)為100mg、200mg、300mg、400mg、500mg。
本發(fā)明上述一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案具有如下技術(shù)效果：
本發(fā)明所提供的一種改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備裝置，通過(guò)調(diào)節(jié)氣流吹覆參數(shù)，能使不同長(zhǎng)度、不同加入量的改性劍麻纖維更加均勻地分散在氣流導(dǎo)流裝置中，能使裝有硅溶膠型殼的蠟?zāi)Ｔ跉饬鲗?dǎo)流裝置中繞Y軸單項(xiàng)旋轉(zhuǎn)或繞X、Y軸同步旋轉(zhuǎn)，保證蠟?zāi)蓚?cè)的硅溶膠型殼能與纖維充分接觸；同時(shí)，本發(fā)明制備的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼常溫及高溫力學(xué)性能效果，具備較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是示例性的，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖引伸獲得其它的實(shí)施附圖。
圖1.改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2.Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)、蓋板、U形支架連接配合關(guān)系圖；
圖3.氣流導(dǎo)流部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4.蓋板結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5.過(guò)濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6.緊固塊結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1.Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)、2.蓋板、3.連接件、4.U形支架、5.X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)、6.X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸、7.連接件、8.夾持組件、9.氣流導(dǎo)流部、10.過(guò)濾網(wǎng)、11.支撐部、12.錐形橡膠塞、13.導(dǎo)線(xiàn)、14.導(dǎo)電片、15.導(dǎo)電環(huán)、16.電壓旋鈕、17.顯示器、18.緊固塊、19.光軸、20.連接件、21.硅溶膠型殼、22.橡膠軟管、23.壓力表、24.節(jié)流閥、25.空氣壓縮泵。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
如圖1-6所示，本發(fā)明提供的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備裝置，包括Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)、纖維鋪放室、氣流導(dǎo)流部、支撐部和供氣部。
其中，纖維鋪放室設(shè)置帶有排氣孔的蓋板，Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)緊固螺釘固定在蓋板上表面，Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸通過(guò)連接件與U形支架連接，帶動(dòng)U形支架沿X軸旋轉(zhuǎn)，U形支架上設(shè)置夾持組件，用于夾持待鋪放纖維的型殼；夾持組件包括第一夾持部、第二夾持部，由第一夾持部、第二夾持部共同夾持待鋪放纖維的型殼。Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的A、B端分別與電源正、負(fù)極相連；導(dǎo)電環(huán)由C19025高導(dǎo)電性銅合金材料制成，通過(guò)熱熔膠粘貼在蓋板下表面，其中Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)、蓋板、導(dǎo)電環(huán)同軸布置；Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的B端與導(dǎo)電環(huán)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)相連；導(dǎo)電片下端與連接件（材料為PA-66）外圓柱面通過(guò)螺釘相連，并且能沿螺釘軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)調(diào)整角度，上端可與導(dǎo)電環(huán)下表面接觸，構(gòu)成電流通路；連接件下端面通過(guò)緊固螺釘與U形支架相連，其上端面開(kāi)有盲孔，并與Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸通過(guò)過(guò)盈配合連接；
其中，氣流導(dǎo)流部為變直徑圓柱結(jié)構(gòu)，在氣流導(dǎo)流部的束口位置設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，纖維設(shè)置于過(guò)濾網(wǎng)上；所述氣流導(dǎo)流部和纖維鋪放室設(shè)置于支撐部上；所述供氣部與氣流導(dǎo)流部入口連接，形成氣流流動(dòng)通道；
其中，所述氣流導(dǎo)流部為變直徑圓柱結(jié)構(gòu)，在氣流導(dǎo)流部的束口位置設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)，纖維設(shè)置于過(guò)濾網(wǎng)上，氣流導(dǎo)流部材料為有機(jī)玻璃。
其中，所述供氣部包括錐形橡膠塞、橡膠軟管、壓力表、節(jié)流閥、空氣壓縮泵，所述橡膠軟管的一端與錐形橡膠塞連接，所述橡膠軟管的另一端與空氣壓縮泵的出氣口連接，所述橡膠軟管設(shè)置氣壓表，所述氣壓表和空氣壓縮泵之間設(shè)置節(jié)流閥。錐形橡膠塞沿軸線(xiàn)開(kāi)有通孔，橡膠軟管一端由其通過(guò)，并與氣流導(dǎo)流裝置底部連通，形成氣流流動(dòng)通道?？諝?/font>壓縮泵可提供不同參數(shù)的壓縮氣流，氣流壓力、流量由節(jié)流閥控制，具體壓力由串聯(lián)其上的壓力表實(shí)時(shí)顯示。
其中，所述供氣部與氣流導(dǎo)流部入口連接，形成氣流流動(dòng)通道，所述氣流導(dǎo)流部和纖維鋪放室設(shè)置于支撐部上。
其中，所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)夾持組件繞Y軸以特定速率轉(zhuǎn)動(dòng)，供氣部向氣流導(dǎo)流部供氣，將過(guò)濾網(wǎng)上的纖維均勻吹出，鋪放在型殼上。所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為0-12r/min。
為了進(jìn)一步提升鋪放效果，改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼制備裝置還設(shè)置X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述U形支架固定連接，所述X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸通過(guò)連接件與第一夾持部連接，帶動(dòng)夾持組件沿Y軸旋轉(zhuǎn)。第二夾持部所在端的U形支架設(shè)置緊固塊，緊固塊左端開(kāi)有R7的凹槽，所述第二夾持部通過(guò)連接件與光軸一端通過(guò)過(guò)盈配合連接，所述光軸另一端為R5半圓頭。所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)和X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為0-12r/min。X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的A端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)穿過(guò)連接件外圓柱面，與Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸接觸；X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的B端與導(dǎo)電片的下端通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)相連；主電路上裝有電壓旋鈕及顯示器。X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)與U形支架通過(guò)緊固螺釘連接；X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸與連接件（圓柱形，中間開(kāi)有盲孔，材料為PA-66）通過(guò)過(guò)盈配合連接在一起；連接件7與第一夾持部通過(guò)緊固螺釘連接；連接件20（圓柱形，中間開(kāi)有盲孔，材料為PA-66）與光軸左端通過(guò)過(guò)盈配合連接在一起；緊固塊（材料為304不銹鋼）與第二夾持部通過(guò)緊固螺釘相連；緊固塊左端開(kāi)有R7的凹槽，光軸右端為R5半圓頭；過(guò)濾網(wǎng)通過(guò)熱熔膠固定在氣流導(dǎo)流部中間束口位置；所述Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)和X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為0-12r/min。
為了方便裝置移動(dòng)，支撐部底部設(shè)置有夾緊輪，可隨時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地情況對(duì)裝置進(jìn)行整體移動(dòng)或固定。
通過(guò)上述連接方式，當(dāng)電路全部接通的情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓旋鈕，控制Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)和X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)同步旋轉(zhuǎn)，并控制轉(zhuǎn)速在0～12r/min內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速，顯示器實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)速；當(dāng)調(diào)節(jié)導(dǎo)電片的角度，使其上端與導(dǎo)電環(huán)脫離接觸，在通電情況下，Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，而X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)，并由顯示器實(shí)時(shí)顯示Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速。
打開(kāi)蓋板，在過(guò)濾網(wǎng)上較均勻地鋪覆改性短切劍麻纖維后，并在夾緊裝置上安裝帶有硅溶膠型殼的蠟?zāi)?；關(guān)閉蓋板，接通電源，打開(kāi)空氣壓縮泵，調(diào)節(jié)電壓旋鈕及節(jié)流閥，可實(shí)現(xiàn)在不同氣流參數(shù)條件下，蠟?zāi)Ｔ跉饬鲗?dǎo)流裝置中繞X、Y軸同步旋轉(zhuǎn)（或繞Y軸單獨(dú)旋轉(zhuǎn)），并使改性后的短切劍麻纖維均勻鋪覆在硅溶膠型殼上。
實(shí)施例2
一種改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的制備裝置制備改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼的方法，包括如下步驟：
S1：采用硅溶膠對(duì)劍麻纖維進(jìn)行改性處理，將劍麻纖維用去離子水清洗干凈，在50℃下烘干，將烘干后的劍麻纖維放入濃度為20％的硅溶膠中浸泡48h，取出后在室溫20-30℃下晾置24h；
S2：制備型殼面層，將320目的鋯英粉與硅溶膠按質(zhì)量比為3：1的比例混合，并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.2%的乙烯烷基醇醚潤(rùn)濕劑和正辛醇消泡劑，連續(xù)均勻攪拌24h后，得到面層涂料，用蠟?zāi)Ｇ逑匆呵逑磫蝹€(gè)尺寸為40mm×20mm×6蠟模表面后晾干，用塑料滴管將面層涂料均勻滴涂至蠟?zāi)１砻?，撒砂并干?/font>24h，得到型殼面層；
S3：制備型殼過(guò)渡層，將200目的耐火粉料莫來(lái)粉與硅溶膠按質(zhì)量比為1.6：1比例混合，攪拌12h后，得到過(guò)渡層涂料，用塑料滴管將過(guò)渡層涂料均勻滴涂至S2的面層上，撒砂并干燥12h，得到型殼過(guò)渡層；
S4：制備型殼背層，將200目的的耐火粉料莫來(lái)粉與硅溶膠按質(zhì)量比為1.3-1.4：1比例混合，攪拌12h后，得到背層涂料，用塑料滴管將背層涂料均勻滴涂至步驟S3的過(guò)渡層上，打開(kāi)蓋板，將短切改性劍麻纖維長(zhǎng)度為4.0mm加入到過(guò)濾網(wǎng)上，啟動(dòng)Y軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)和X軸旋轉(zhuǎn)電機(jī)，使其同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速為0-12r/min，同時(shí)啟動(dòng)供氣部，供氣部吹出氣體的壓力0.015MPa，吹覆時(shí)間2s，此時(shí)，供氣部向氣流導(dǎo)流部供氣，將過(guò)濾網(wǎng)上的纖維均勻吹出，即可將不同長(zhǎng)度的短切改性劍麻纖維按不同加入量均勻鋪放到型殼背層涂料中，撒砂、干燥12h后得到型殼背層；
S5：制備型殼封漿層，將200目莫來(lái)粉與硅溶膠按質(zhì)量比為1.3-1.4：1的比例混合，攪拌12h后，得到封漿層涂料，用塑料滴管將封漿層涂料均勻滴涂至步驟S4的背層上，干燥12h得到封漿層，即可制得改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼。
其中，所述S1-S5中硅溶膠溶液中SiO2含量為25%。
其中，纖維初始鋪覆量設(shè)為100mg、200mg、300mg、400mg、500mg。
實(shí)施例3
對(duì)實(shí)施例2制備的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼進(jìn)行常溫強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，如表1所示：
表1 短切劍麻纖維改性前后常溫強(qiáng)度
實(shí)施例4
對(duì)實(shí)施例2制備的改性劍麻纖維增強(qiáng)硅溶膠復(fù)合型殼進(jìn)行高溫強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，如表2所示：
表2 短切劍麻纖維改性前后高溫強(qiáng)度
|
纖維加入量/mg |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
|
纖維改性前/MPa |
5.43 |
5.52 |
5.59 |
5.35 |
5.08 |
|
纖維改性后/MPa |
5.75 |
5.81 |
6.02 |
6.61 |
5.27 |
從實(shí)施例3和實(shí)施例4可知：添加改性后劍麻纖維的硅溶膠復(fù)合型殼與普通型殼相比，提升復(fù)合型殼常溫強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度等力學(xué)性能，并提供型殼焙燒后的透氣性。
可以理解，本發(fā)明是通過(guò)一些實(shí)施例進(jìn)行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉的，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等效替換。另外，在本發(fā)明的教導(dǎo)下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不受此處所公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制，所有落入本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍內(nèi)。
摘自國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，發(fā)明人：劉向東，永恒，韓碩，朱永慧，吳垚煒，申請(qǐng)?zhí)枺?/font>202310364657.5，申請(qǐng)日：2023.04.07
