專利名稱：一種微波熱壓成型機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電子機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，它特別涉及采用微波能對物料進(jìn)行加熱固化成型技術(shù)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的熱壓成型機(jī)由加壓裝置和加熱裝置組成(如圖1所示)。在傳統(tǒng)的熱壓成型機(jī)中，加壓裝置通常采用液(油)壓機(jī)，它是由施壓裝置1、上鋼模3、下模5、空腔6(此時，在空腔6中裝入油構(gòu)成油熱裝置)、自動脫模機(jī)構(gòu)7、機(jī)架8等組成；加熱裝置一般是在上鋼模3的內(nèi)腔和位于下模5底部的空腔6中裝入油，這些用于加熱物料的油通過電熱絲等外熱源加熱，熱油經(jīng)過熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射等方式加熱物料，使物料在壓力狀態(tài)下加熱、固化成型。其工作過程是在下模5的物料腔(該物料腔是凹槽形狀)中裝入物料，當(dāng)上模3壓向下模5中的物料的同時，上模3、空腔6中的熱油經(jīng)過熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射等方式加熱物料，使物料在壓力狀態(tài)下加熱、固化成型。
傳統(tǒng)的熱壓成型機(jī)存在的缺點是其加熱裝置對于木質(zhì)纖維、陶瓷、熱固(塑)塑料等熱傳導(dǎo)率低的材料，物料的外表溫度高于內(nèi)部溫度，常出現(xiàn)“冷中心”現(xiàn)象，熱傳導(dǎo)時間較長，物料受熱不均勻，對于較厚的物料來說，這一現(xiàn)象尤其明顯；對于物料中心的熱固性樹脂的固化來說非常不利；而且油、汽、電熱絲等外熱源的熱效率不高，能耗大，時間長，產(chǎn)率低。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種能夠?qū)嵤┻B續(xù)加壓和利用微波加熱快速成型、固化、烘干木質(zhì)纖維、陶瓷、塑料、紙制品等的裝置，它具有受熱均勻，固化同步，成型工件的質(zhì)量優(yōu)良及能耗低、時間短、產(chǎn)率高、殺蟲滅菌等特點。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，它是由傳統(tǒng)加壓裝置1和微波加熱裝置2組合而成，如圖2所示。傳統(tǒng)加壓裝置由施壓裝置1、上模3、下模5、機(jī)架8組成，微波加熱裝置2由微波功率源、微波傳輸系統(tǒng)和微波控制系統(tǒng)組成，該加熱裝置2可以設(shè)置在上模3內(nèi)腔中，此時，在上模3內(nèi)腔底板朝向物料的方向開相應(yīng)的微波饋能口12；也可以設(shè)置在下模5的底部空腔6中，此時，下模5的底部和空腔6之間的鋼板上朝向物料的方向開相應(yīng)的微波饋能口12；或者同時在上模3內(nèi)腔和空腔6中設(shè)置微波加熱裝置2，同時從上下兩個方向?qū)ο履?物料腔中的物料進(jìn)行微波輻射加熱，該方式特別適合于物料較厚的情況。
若物料厚度在150毫米以下厚度，則加熱裝置2可以設(shè)置在上模3內(nèi)腔中，在下模5的底部空腔6中仍可采用傳統(tǒng)油熱裝置?；蛘呒訜嵫b置2設(shè)置在下模5的底部空腔6中而在上模3內(nèi)腔中仍采用傳統(tǒng)油熱裝置。
若物料厚度在150毫米以上厚度，則空腔6可不用油熱裝置而在此位置改為微波加熱裝置，同時由上模和下模饋入微波能，即在下模底部也安裝微波加熱裝置2。
如圖2所示，在上模3的底板的邊緣位置設(shè)置有門開關(guān)9、微波扼流槽10和金屬網(wǎng)密封圈11，當(dāng)上模3和下模5閉模時門開關(guān)9接通可以開啟微波功率，當(dāng)上模3和下模5閉模時微波扼流槽10和金屬網(wǎng)密封圈11可防微波泄露。
需要說明的是設(shè)置在上模3內(nèi)腔中和下模5的底部空腔6中的微波加熱裝置2，由于上模3內(nèi)腔和下模5的底部空腔6是金屬密封的腔體(微波饋能口除外)，不存在微波泄露的問題。
另外，本實用新型的微波饋能口12可以采用波導(dǎo)口饋能(如圖4所示)，也可以采用開槽波導(dǎo)的槽孔饋能，還可以采用天線饋能方式。
在圖2中，施壓裝置1的下端連接上模3，微波加熱裝置2設(shè)置在上鋼模3內(nèi)腔中，在上模3的底板上開相應(yīng)的饋能口12，在饋能口12外面襯有一定厚度的高強(qiáng)度的低介電損耗的玻璃、陶瓷、塑料等材料做成的微波透明窗4，該微波透明窗一方面能讓微波透過該窗進(jìn)入物料使物料加熱，另一方面又能防止物料在受壓的情況下進(jìn)入饋能口。同樣，當(dāng)微波加熱裝置2設(shè)置在下模5的底部空腔6中時，在下模5的底部微波饋能口的上面也要襯一定厚度的高強(qiáng)度的低介電損耗的玻璃、陶瓷、塑料等材料做成的微波透明窗；在上模3的正下方設(shè)置有下模5，物料裝入下模5凹槽物料腔中，下模5的下面設(shè)置有自動脫模機(jī)構(gòu)7。
本實用新型的實質(zhì)使用微波加熱方式替代傳統(tǒng)的熱壓成型機(jī)中的通過油加熱的方式。
本實用新型的工作過程本實用新型中的微波加熱裝置2設(shè)置在上模3內(nèi)腔中和/或下模5底部空腔6中，每個微波加熱裝置2由多個磁控管、激勵腔、波導(dǎo)、環(huán)行器、銷釘調(diào)配器、水負(fù)載等組成，也可僅由磁控管、激勵腔和波導(dǎo)組成。多個磁控管由一個電源控制柜統(tǒng)一控制。微波頻率為300～3000MHz，常用頻率為915MHz和2450MHz，微波通過模具底板上的饋能口12及一定厚度的高強(qiáng)度的低介電損耗的的玻璃、陶瓷、塑料等微波透明窗4作用于物料。將一定量的粉狀、粒狀或纖維狀木質(zhì)復(fù)合材料、陶瓷、熱固(塑)塑料模壓料放入下模5的物料腔中，然后閉模加壓，在模壓成型過程中，輸入微波能量，在微波能作用下，木質(zhì)纖維復(fù)合材料、陶瓷、熱固(塑)塑料、紙制品等非金屬介質(zhì)材料吸收微波，自身介質(zhì)損耗發(fā)熱，其熱固性樹脂固化成型。已固化成型的產(chǎn)品在解除壓力和關(guān)閉微波后，由自動脫模機(jī)構(gòu)將成品頂出運走。該設(shè)備的微波泄漏符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
附圖及

圖1為傳統(tǒng)熱壓成型機(jī)剖面示意圖其中1施壓裝置，3上模，5下模，6空腔(此時，在空腔6中裝入油構(gòu)成油熱裝置)，7自動脫模機(jī)構(gòu)，8機(jī)架；圖2為本實用新型的上模微波饋能下模底部油熱剖面示意圖其中1施壓裝置，2微波加熱裝置，3上模(此時，在上模3內(nèi)腔中設(shè)置微波加熱裝置2)，4微波透明窗，5下模，6空腔(此時，在空腔6中裝入油構(gòu)成油熱裝置)，7自動脫模機(jī)構(gòu)，8機(jī)架，9門開關(guān)、10微波扼流槽、11金屬網(wǎng)密封圈。微波加熱裝置2由多個磁控管、激勵腔、波導(dǎo)、環(huán)行器、銷釘調(diào)配器、水負(fù)載等組成，也可僅由磁控管、激勵腔和波導(dǎo)組成。多個磁控管由一個電源控制柜統(tǒng)一控制。
圖3為本實用新型的上模和下模同時設(shè)置微波加熱裝置的示意圖；其中1施壓裝置，2微波加熱裝置，3上模(此時，在上模3內(nèi)腔中設(shè)置微波加熱裝置2)，4微波輸出窗，5下模，6空腔(此時，在空腔6中設(shè)置微波加熱裝置2)，7自動脫模機(jī)構(gòu)，8機(jī)架，9門開關(guān)、10微波扼流槽、11金屬網(wǎng)密封圈。微波加熱裝置2由磁控管、激勵腔、波導(dǎo)、環(huán)行器、銷釘調(diào)配器、水負(fù)載等組成，也可僅由磁控管、激勵腔和波導(dǎo)組成。多個磁控管由一個電源控制柜統(tǒng)一控制。
圖4為本實用新型上模3底板和(或)空腔6頂板上波導(dǎo)饋能口示意圖其中12為饋能口，其形狀為矩形，相鄰饋能口采用正交排列。
本實用新型為一種微波熱壓成型機(jī)，屬于固相木質(zhì)纖維、陶瓷、熱固(塑)塑料等材料液(氣)壓熱成型機(jī)的改進(jìn)。該發(fā)明將先進(jìn)的微波加熱技術(shù)和傳統(tǒng)的壓機(jī)結(jié)合起來，適用于不同厚度的木質(zhì)纖維復(fù)合材料、陶瓷、熱固(塑)塑料、紙制品等多種非金屬介質(zhì)材料的熱壓成型。該裝置由機(jī)架，模具，液壓、電氣系統(tǒng)，微波加熱及控制系統(tǒng)組成。機(jī)架包括立柱、上橫梁、下橫梁和拉桿。機(jī)架上安裝模具，微波饋能口12位于上模底板和/或下模5底部空腔6的頂板，饋能口12外緊貼高強(qiáng)度的玻璃、陶瓷、塑料等材料制作的微波透明窗，保證微波從饋能口穿透微波窗進(jìn)入物料，對物料加熱，而在壓力作用下，物料不會進(jìn)入饋能口。下模設(shè)有自動脫模機(jī)構(gòu)。本成型機(jī)適合大批量制造木質(zhì)纖維、陶瓷、熱固(塑)塑料、紙制品等多種介質(zhì)材料600毫米厚度下的板材和方料。本實用新型集成型、固化、烘干于一機(jī)，具有結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，能耗低，生產(chǎn)成本低的優(yōu)點。
在微波能作用下，木質(zhì)纖維復(fù)合材料、陶瓷、熱固(塑)塑料、紙制品等非金屬介質(zhì)材料吸收微波，自身介質(zhì)損耗發(fā)熱，加熱過程是內(nèi)外同時進(jìn)行的，因而大幅度減少了熱傳導(dǎo)的時間，可避免傳統(tǒng)加熱方式中的“冷中心”現(xiàn)象，在微波能作用下，物質(zhì)分子發(fā)生超高頻振動，不僅產(chǎn)生了熱量，促使溫度升高，而且增加了物質(zhì)的相互碰撞，強(qiáng)化了固化反應(yīng)的進(jìn)行，微波加熱速度快，因而生產(chǎn)率大大提高，而且由于物料中心和外表同時加熱，因而受熱均勻，固化同步，成型工件的質(zhì)量優(yōu)良，同時由于微波具有殺蟲滅菌的作用，因而經(jīng)過微波處理的型材特別是木質(zhì)纖維材料，在后期使用過程中不再受到內(nèi)部病蟲害的侵蝕。
綜上所述，本裝置的優(yōu)點或積極效果是①介質(zhì)材料吸收微波，自身介質(zhì)損耗發(fā)熱，加熱過程是內(nèi)外同時進(jìn)行的，因而大幅度減少了熱傳導(dǎo)的時間，可避免傳統(tǒng)加熱方式中的“冷中心”現(xiàn)象。
②由于內(nèi)外一致加熱，因而物料受熱均勻，固化同步，成型工件的質(zhì)量優(yōu)良。對于較厚的物料來說，這一優(yōu)點尤其明顯。
③由于微波具有殺蟲滅菌的作用，因而經(jīng)過微波處理的型材特別是木質(zhì)纖維材料，在后期使用過程中不再受到內(nèi)部病蟲害的侵蝕。
④微波能的產(chǎn)生和關(guān)閉幾乎無慣性，易于控制，安全可靠?？蓪崿F(xiàn)自動化連續(xù)生產(chǎn)。
⑤高效節(jié)能微波能轉(zhuǎn)換成熱能的效率，通常為80％～90％，加之微波加熱時間極短，以及微波功率的封閉性，對物料的滲透性和轉(zhuǎn)化為熱的即時性，構(gòu)成了微波加熱節(jié)能的基本特點，微波加熱減少了傳統(tǒng)方法熱傳導(dǎo)過程的時間，即溫度均勻分布的時間，因而大大減少了對環(huán)境的熱損失，從而降低能耗，節(jié)能可達(dá)5 0％左右，因而具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
實施例一本實用新型采用上模微波饋能下模底部油熱結(jié)構(gòu)若木質(zhì)纖維復(fù)合材料厚度為150毫米以下厚度，面積在6平方米左右，可以在上鋼模3內(nèi)腔中，按正交排列均勻設(shè)置50個1kW/2450MHz磁控管，其微波控制部分由一個電源控制柜統(tǒng)一控制。在下模5的底部空腔6中仍可采用傳統(tǒng)油熱裝置。微波通過上鋼模3底板上的饋能口12及一定厚度的高強(qiáng)度的低介電損耗的的石英玻璃(或者聚四氟乙烯塑料板)制作的微波透明窗4，作用于下模5中的物料，物料吸收微波，自身介質(zhì)損耗發(fā)熱從而達(dá)到均勻、快速加熱和固化的作用。而在下模5的底部空腔6中的傳統(tǒng)油熱裝置通過熱傳導(dǎo)將熱量從下模5的底部傳遞到下模5物料腔中的物料，使物料加熱、固化。
或者微波加熱裝置2設(shè)置在下模5的底部空腔6中而在上模3內(nèi)腔中仍采用傳統(tǒng)油熱裝置，即物料的上部通過傳統(tǒng)油熱裝置的熱傳導(dǎo)加熱，而物料的下部通過微波輻射加熱。
實施例二本實用新型采用上模和下模同時設(shè)置微波加熱裝置結(jié)構(gòu)若物料厚度在150毫米以上600毫米以下厚度，面積在6平方米左右，可以在上鋼模3內(nèi)腔中和在下模5的底部空腔6中，分別按正交排列均勻設(shè)置50個1kW/2450MHz磁控管，其微波控制部分由一個電源控制柜統(tǒng)一控制。微波通過上鋼模3底板上的饋能口12和下模5底部空腔6的頂板上的饋能口12及一定厚度的高強(qiáng)度的低介電損耗的的石英玻璃(或者聚四氟乙烯塑料板)制作的微波透明窗4，上下同時作用于下模5中的物料，物料吸收微波，自身介質(zhì)損耗發(fā)熱從而達(dá)到均勻、快速加熱和固化的作用。
權(quán)利要求1.一種微波熱壓成型機(jī)，它包括傳統(tǒng)加壓裝置，傳統(tǒng)加壓裝置由施壓裝置1、上模3、下模5、空腔6、自動脫模機(jī)構(gòu)7、機(jī)架8組成，其特征是它還包括微波加熱裝置2，微波加熱裝置2由微波功率源、微波傳輸系統(tǒng)和微波控制系統(tǒng)組成，該微波加熱裝置2可以設(shè)置在上模3內(nèi)腔中，此時，在上模3內(nèi)腔底板朝向物料的方向開相應(yīng)的微波饋能口12；可以設(shè)置在下模5的底部空腔6中，此時，下模5的底部和空腔6之間的鋼板上朝向物料的方向開相應(yīng)的微波饋能口12；它還可以同時在上模3內(nèi)腔和空腔6中設(shè)置微波加熱裝置2，同時從上下兩個方向?qū)ο履?物料腔中的物料進(jìn)行微波輻射加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微波熱壓成型機(jī)，其特征是所述的微波加熱裝置2當(dāng)物料厚度在150毫米以下厚度時，微波加熱裝置2可以設(shè)置在上模3內(nèi)腔中，在下模5的底部空腔6中采用傳統(tǒng)油熱裝置，微波加熱裝置2也可以設(shè)置在下模5的底部空腔6中而在上模3內(nèi)腔中采用傳統(tǒng)油熱裝置；當(dāng)物料厚度在150毫米以上厚度時，微波加熱裝置2分別設(shè)置在上模3內(nèi)腔和下模5的底部空腔6中，同時由上和下兩個方向?qū)ξ锪橡伻胛⒉堋?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微波熱壓成型機(jī)，其特征是在所述的微波熱壓成型機(jī)上模3的底板的邊緣位置設(shè)置有門開關(guān)9、微波扼流槽10和金屬網(wǎng)密封圈11，當(dāng)上模3和下模5合模時門開關(guān)9接通可以開啟微波功率源工作，微波扼流槽10和金屬網(wǎng)密封圈11當(dāng)上模3下模5合模時可防微波泄露。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微波熱壓成型機(jī)，其特征是所述的微波加熱裝置2設(shè)置在上模3內(nèi)腔中，在上模3的底板上開相應(yīng)的饋能口12，在饋能口12外面襯有一定厚度的高強(qiáng)度的低介電損耗的玻璃、陶瓷、塑料等材料做成的微波透明窗4，這些材料可以是石英玻璃、聚四氟乙烯塑料板；同樣，當(dāng)微波加熱裝置2設(shè)置在下模5的底部空腔6中時，在下模5的底部微波饋能口12的上面也要襯一定厚度的高強(qiáng)度的低介電損耗的玻璃、陶瓷、塑料等材料做成的微波透明窗4，這些材料可以是石英玻璃、聚四氟乙烯塑料板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微波熱壓成型機(jī)，其特征是所述的微波饋能口12可以采用波導(dǎo)口饋能，也可以采用開槽波導(dǎo)的槽孔饋能，還可以采用天線饋能方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微波熱壓成型機(jī)，其特征是所述的微波功率源的頻率為為300～3000MHz。
專利摘要本實用新型公開一種微波熱壓成型機(jī)，它是將微波加熱技術(shù)和傳統(tǒng)的壓機(jī)結(jié)合起來，它包括施壓裝置、微波加熱裝置、上下模具和脫模裝置，其中，微波加熱裝置設(shè)置在上模具內(nèi)部，也可以設(shè)置在下模的底部，或者同時設(shè)置在上模內(nèi)部和下模底部，微波通過模具底板上的饋能口及微波透明窗作用于物料，物料在微波的作用下由于自身介質(zhì)損耗發(fā)熱。在加壓的同時通過微波加熱使物料固化成型，本實用新型的優(yōu)點是物料里外同時發(fā)熱，受熱均勻，速度快，熱效率高，集成型、固化、烘干于一體。
文檔編號B29C43/52GK2617559SQ03234450
公開日2004年5月26日 申請日期2003年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月19日
發(fā)明者謝擴(kuò)軍 申請人:電子科技大學(xué)