一種各向同性木質顆粒板的製作方法

2023-06-08 11:06:41 1

本發明屬於新材料及材料加工工程領域，具體涉及一種各向同性木質顆粒板。
背景技術：
：粉體材料科學與技術模壓製品行業（特別是封閉剛性模壓製品行業）製品通常採用y軸方向單向（或雙向）模壓成形，x軸和z周方向則僅僅依靠模壁約束。依靠這種成形方式獲得的粉體材料壓坯的密度分布表現為：單向模壓成形時，壓坯密度成梯度分布，壓坯密度一端高、一端低；雙向模壓成形時，壓坯密度成拋物線分布，壓坯中間密度最低。因而這種模壓成形方式，不論是單向還是雙向，製品各部位的最終物理力學性能都很難獲得均勻一致，最終導致製品的使用性能降低。獲得粉體材料模壓製品各向同性的有效方法是，藉助特殊模具對粉體材料從x、y、z三個方向實施雙向成形。基於這種成形思路，本案提出了一種六面雙向非同時壓制粉體材料成形方法，最終得到一種各向同性木質顆粒板。本發明採用的六面雙向非同時壓製成形方法，特別適合於對密度均勻性要求特別高的木質顆粒板的熱模壓成形，也適用於粉末冶金製品的模壓成形。技術實現要素：本發明的目的是提供一種各向同性木質顆粒板，採用速生楊樹枝粉末顆粒、麥秸稈粉末顆粒、碳酸鈣粉末顆粒和聚乳酸按照特定的質量百分比，採用六面雙向非同時壓制模熱壓成形，使製品各部位的物理力學性能獲得均勻一致。為實現以上目的，本發明採用的技術方案是：一種各向同性木質顆粒板，由速生楊樹枝粉末顆粒、麥秸稈粉末顆粒、碳酸鈣粉末顆粒和聚乳酸按質量百分比45%-50%、35%-40%、5%-10%和3%-5%混合組成；所述各向同性木質顆粒板採用六面雙向非同時壓制模熱壓成形。優選的，所述六面雙向非同時壓制模由陰模（1）、上模衝（2）、下模衝（3）、前模衝（6）、後模衝（4）、左模衝（7）和右模衝（5）組成，且上下模衝與前後模衝等寬、前後左右模衝與粉末壓坯等高、左右模衝與粉末壓坯等寬。優選的，所述木質顆粒板的成形方法包括如下步驟：1）、裝粉，將鬆散木質粉末顆粒裝入陰模型腔；2）、上下雙向壓制，將鬆散木質粉末顆粒上下壓縮至與前後左右模衝等高，獲得木質粉末顆粒初級壓坯；3）、前後雙向壓制，在第2）步的基礎上對木質粉末顆粒初級壓坯實施前後雙向壓縮，使壓坯寬度與左右模衝等寬，獲得木質粉末顆粒二級壓坯；4）、左右雙向壓制，在第3）步的基礎上對木質粉末顆粒壓坯實施左右雙向壓縮，獲得最終木質粉末顆粒壓坯。優選的，所述木質顆粒板各部位的密度差小於0.01g/cm3。優選的，所述成形方法在上下、前後、左右三個維度上對粉末體均實施雙向壓制，且按照上下、前後、左右先後順序實現。優選的，所述步驟2）、步驟3）、步驟4）通過人工智慧模塊控制實施。本發明的有益效果：（1）通過六面雙向非同時熱模壓成形獲得的粉體材料壓坯各部位的密度差從常規一個維度（如z軸）雙向壓制密度差水平0.05-0.15g/cm3提高到0.01-0.02g/cm3，從而實現粉體材料模壓製品的各向同性目標。這種成形方法不僅適用於木質顆粒板，也適用於粉末冶金材料及其它粉體材料的模壓成形。（2）通過六面雙向非同時熱模壓成形獲得的各向同性木質顆粒板，韌性好、硬度高、不開裂、不變形、不吸溼，是家庭精裝、高檔家具以及工業領域的理想結構材料。附圖說明圖1為裝粉過程成型模示意圖。圖2為上下雙向壓制過程示意圖。圖3為前後雙向壓制過程示意圖。圖4為左右雙向壓制過程示意圖。（圖1-4中上圖為主視示意圖，下圖俯視示意圖）圖中所述文字標註表示為：1、陰模；2、上模衝；3、下模衝；4、後模衝；5、右模衝；6、前模衝；7、左模衝；10、鬆散木質粉末顆粒；20、木質粉末顆粒初級壓坯；30、木質粉末顆粒二級壓坯；40、木質粉末顆粒壓坯。具體實施方式為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明進行詳細描述，本部分的描述僅是示範性和解釋性，不應對本發明的保護範圍有任何的限制作用。以下是具體實施例實施例1一種各向同性木質顆粒板，按重量百分比計，所述木質顆粒板：由速生楊樹枝粉末顆粒45%、麥秸稈粉末顆粒40%、碳酸鈣粉末顆粒10%和聚乳酸5%混合組成。所述木質顆粒板採用六面雙向非同時壓制模熱壓成形，其成形模由陰模（1）、上模衝（2）、下模衝（3）、前模衝（6）、後模衝（4）、左模衝（7）和右模衝（5）組成，且上下模衝與前後模衝等寬、前後左右模衝與粉末壓坯等高、左右模衝與粉末壓坯等寬。所述木質顆粒板的成形方法包括如下步驟：1）、裝粉，按比例將速生楊樹枝粉末顆粒、麥秸稈粉末顆粒、碳酸鈣粉末顆粒和聚乳酸混合，得到定量的鬆散木質粉末顆粒，然後裝入陰模型腔；2）、上下雙向壓制，將鬆散木質粉末顆粒上下壓縮至與前後左右模衝等高獲得密度較高的木質粉末顆粒初級壓坯；（精度等級：壓坯高度比前後左右模衝高0.1-0.15mm），如圖2所示；3）、前後雙向壓制，在第2）步的基礎上對木質粉末顆粒初級壓坯實施前後雙向壓縮，使壓坯寬度與左右模衝等寬，使壓坯密度進一步提高，獲得木質粉末顆粒二級壓坯；（精度等級：壓坯寬度比左右模衝寬0.1-0.15mm），如圖3所示；4）、左右雙向壓制，在第3）步的基礎上對木質粉末顆粒壓坯實施左右雙向壓縮，使壓坯長度尺寸達標，獲得最終木質粉末顆粒壓坯，如圖4所示。所述木質顆粒板各部位的密度差小於0.01g/cm3。所述成形方法在上下、前後、左右三個維度上對粉末體均實施雙向壓制，且按照上下、前後、左右先後順序實現。所述六面雙向非同時壓制過程均通過人工智慧模塊控制實施。實施例2一種各向同性木質顆粒板，按重量百分比計，所述木質顆粒板：由速生楊樹枝粉末顆粒50%、麥秸稈粉末顆粒35%、碳酸鈣粉末顆粒10%和聚乳酸5%混合組成。所述木質顆粒板採用六面雙向非同時壓制模熱壓成形，其成形模由陰模（1）、上模衝（2）、下模衝（3）、前模衝（6）、後模衝（4）、左模衝（7）和右模衝（5）組成，且上下模衝與前後模衝等寬、前後左右模衝與粉末壓坯等高、左右模衝與粉末壓坯等寬。所述木質顆粒板的成形方法包括如下步驟：1）、裝粉，按比例將速生楊樹枝粉末顆粒、麥秸稈粉末顆粒、碳酸鈣粉末顆粒和聚乳酸混合，得到定量的鬆散木質粉末顆粒，然後裝入陰模型腔；2）、上下雙向壓制，將鬆散木質粉末顆粒上下壓縮至與前後左右模衝等高獲得密度較高的木質粉末顆粒初級壓坯；（精度等級：壓坯高度比前後左右模衝高0.1-0.15mm），如圖2所示；3）、前後雙向壓制，在第2）步的基礎上對木質粉末顆粒初級壓坯實施前後雙向壓縮，使壓坯寬度與左右模衝等寬，使壓坯密度進一步提高，獲得木質粉末顆粒二級壓坯；（精度等級：壓坯寬度比左右模衝寬0.1-0.15mm），如圖3所示；4）、左右雙向壓制，在第3）步的基礎上對木質粉末顆粒壓坯實施左右雙向壓縮，使壓坯長度尺寸達標，獲得最終木質粉末顆粒壓坯，如圖4所示。所述木質顆粒板各部位的密度差小於0.01g/cm3。所述成形方法在上下、前後、左右三個維度上對粉末體均實施雙向壓制，且按照上下、前後、左右先後順序實現。所述六面雙向非同時壓制過程均通過人工智慧模塊控制實施。實施例3一種各向同性木質顆粒板，按重量百分比計，所述木質顆粒板：由速生楊樹枝粉末顆粒50%、麥秸稈粉末顆粒40%、碳酸鈣粉末顆粒7%和聚乳酸3%混合組成。所述木質顆粒板採用六面雙向非同時壓制模熱壓成形，其成形模由陰模（1）、上模衝（2）、下模衝（3）、前模衝（6）、後模衝（4）、左模衝（7）和右模衝（5）組成，且上下模衝與前後模衝等寬、前後左右模衝與粉末壓坯等高、左右模衝與粉末壓坯等寬。所述木質顆粒板的成形方法包括如下步驟：1）、裝粉，按比例將速生楊樹枝粉末顆粒、麥秸稈粉末顆粒、碳酸鈣粉末顆粒和聚乳酸混合，得到定量的鬆散木質粉末顆粒，然後裝入陰模型腔；2）、上下雙向壓制，將鬆散木質粉末顆粒上下壓縮至與前後左右模衝等高獲得密度較高的木質粉末顆粒初級壓坯；（精度等級：壓坯高度比前後左右模衝高0.1-0.15mm），如圖2所示；3）、前後雙向壓制，在第2）步的基礎上對木質粉末顆粒初級壓坯實施前後雙向壓縮，使壓坯寬度與左右模衝等寬，使壓坯密度進一步提高，獲得木質粉末顆粒二級壓坯；（精度等級：壓坯寬度比左右模衝寬0.1-0.15mm），如圖3所示；4）、左右雙向壓制，在第3）步的基礎上對木質粉末顆粒壓坯實施左右雙向壓縮，使壓坯長度尺寸達標，獲得最終木質粉末顆粒壓坯，如圖4所示。所述木質顆粒板各部位的密度差小於0.01g/cm3。所述成形方法在上下、前後、左右三個維度上對粉末體均實施雙向壓制，且按照上下、前後、左右先後順序實現。所述六面雙向非同時壓制過程均通過人工智慧模塊控制實施。實施例4一種各向同性木質顆粒板，按重量百分比計，所述木質顆粒板：由速生楊樹枝粉末顆粒50%、麥秸稈粉末顆粒40%、碳酸鈣粉末顆粒5%和聚乳酸5%混合組成。所述木質顆粒板採用六面雙向非同時壓制模熱壓成形，其成形模由陰模（1）、上模衝（2）、下模衝（3）、前模衝（6）、後模衝（4）、左模衝（7）和右模衝（5）組成，且上下模衝與前後模衝等寬、前後左右模衝與粉末壓坯等高、左右模衝與粉末壓坯等寬。所述木質顆粒板的成形方法包括如下步驟：1）、裝粉，按比例將速生楊樹枝粉末顆粒、麥秸稈粉末顆粒、碳酸鈣粉末顆粒和聚乳酸混合，得到定量的鬆散木質粉末顆粒，然後裝入陰模型腔；2）、上下雙向壓制，將鬆散木質粉末顆粒上下壓縮至與前後左右模衝等高獲得密度較高的木質粉末顆粒初級壓坯；（精度等級：壓坯高度比前後左右模衝高0.1-0.15mm），如圖2所示；3）、前後雙向壓制，在第2）步的基礎上對木質粉末顆粒初級壓坯實施前後雙向壓縮，使壓坯寬度與左右模衝等寬，使壓坯密度進一步提高，獲得木質粉末顆粒二級壓坯；（精度等級：壓坯寬度比左右模衝寬0.1-0.15mm），如圖3所示；4）、左右雙向壓制，在第3）步的基礎上對木質粉末顆粒壓坯實施左右雙向壓縮，使壓坯長度尺寸達標，獲得最終木質粉末顆粒壓坯，如圖4所示。所述木質顆粒板各部位的密度差小於0.01g/cm3。所述成形方法在上下、前後、左右三個維度上對粉末體均實施雙向壓制，且按照上下、前後、左右先後順序實現。所述六面雙向非同時壓制過程均通過人工智慧模塊控制實施。實施例5一種各向同性木質顆粒板，按重量百分比計，所述木質顆粒板：由速生楊樹枝粉末顆粒48%、麥秸稈粉末顆粒38%、碳酸鈣粉末顆粒10%和聚乳酸4%混合組成。所述木質顆粒板採用六面雙向非同時壓制模熱壓成形，其成形模由陰模（1）、上模衝（2）、下模衝（3）、前模衝（6）、後模衝（4）、左模衝（7）和右模衝（5）組成，且上下模衝與前後模衝等寬、前後左右模衝與粉末壓坯等高、左右模衝與粉末壓坯等寬。所述木質顆粒板的成形方法包括如下步驟：1）、裝粉，按比例將速生楊樹枝粉末顆粒、麥秸稈粉末顆粒、碳酸鈣粉末顆粒和聚乳酸混合，得到定量的鬆散木質粉末顆粒，然後裝入陰模型腔；2）、上下雙向壓制，將鬆散木質粉末顆粒上下壓縮至與前後左右模衝等高獲得密度較高的木質粉末顆粒初級壓坯；（精度等級：壓坯高度比前後左右模衝高0.1-0.15mm），如圖2所示；3）、前後雙向壓制，在第2）步的基礎上對木質粉末顆粒初級壓坯實施前後雙向壓縮，使壓坯寬度與左右模衝等寬，使壓坯密度進一步提高，獲得木質粉末顆粒二級壓坯；（精度等級：壓坯寬度比左右模衝寬0.1-0.15mm），如圖3所示；4）、左右雙向壓制，在第3）步的基礎上對木質粉末顆粒壓坯實施左右雙向壓縮，使壓坯長度尺寸達標，獲得最終木質粉末顆粒壓坯，如圖4所示。所述木質顆粒板各部位的密度差小於0.01g/cm3。所述成形方法在上下、前後、左右三個維度上對粉末體均實施雙向壓制，且按照上下、前後、左右先後順序實現。所述六面雙向非同時壓制過程均通過人工智慧模塊控制實施。將本發明實施例5做實驗對比，得到實驗結果如下表所示：單向壓制雙向壓制本發明（三維雙向壓制：上下、前後、左右雙向壓制）壓坯密度分布呈梯度分布呈拋物線分布均勻密度差大（＞0.2g/cm3）較大（＞0.1g/cm3）微小（＜0.02g/cm3）低密度部位壓坯一端壓坯中部壓坯中心點從上表，可以清晰的看出，本發明得到的木質顆粒板，相對於現有的壓製成形方法，更加均勻。需要說明的是，在本文中，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，由於文字表達的有限性，而客觀上存在無限的具體結構，對於本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進、潤飾或變化，也可以將上述技術特徵以適當的方式進行組合；這些改進潤飾、變化或組合，或未經改進將發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均應視為本發明的保護範圍。當前第1頁12