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吸波蜂窝超材料自动化淋涂设备助推超材料智能生产

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近年来,随着超材料在雷达、隐身、电子对抗等诸多领域的应用及其表现出来的发展潜力与发展空间,国家将超材料列入重要战略领域。超材料正处于由基础研究向应用基础研究转变的关键阶段,智能制造是推动其转变的重要力量。

 

北钢联智造®为我国某掌握了世界前沿超材料技术的研究机构提供超材料智能制造解决方案,定制研发吸波蜂窝超材料淋涂自动化设备,实现吸波蜂窝超材料淋涂由原始人工淋涂到自动化淋涂的转变,确保吸波蜂窝超材料工艺稳定及产品质量,同时提高淋涂效率,降低生产成本,并且保证工人的生产安全。


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图 1 吸波蜂窝超材料


吸波蜂窝超材料自动化淋涂设备的结构与工艺


北钢联智造®研发的吸波蜂窝超材料自动化淋涂设备包括反应釜、砂磨机、喷涂机、烘箱、除尘柜和有机废气处理系统等结构。涂料材料进入反应釜混合,经由砂磨机实现连续、循环式制备,再由喷涂机将涂料均匀的涂敷在蜂窝孔的各个面上,再经过烘干机烘干、冷却,使蜂窝具备特殊的化学和物理性能,最后由有机溶剂吸收塔对涂料中的废气进行净化处理。

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 图 2 吸波蜂窝超材料自动化淋涂设备示意图


 1-反应釜 2-砂磨机 3-喷涂 4-有机溶剂吸收塔 5-烘干机(一) 6-烘干机(二)

 

核心结构淋涂机由输送机构、两个淋涂区、旋转装置、两个气枪区、循环通风系统、进出口吸入式风幕、智能快捷清洗系统、涂料回收机构与滞留区构成。人工用夹具将蜂窝夹住,放在输送小车上,进入淋涂区与气枪区,进行淋涂与吹掉表面多余的涂料。旋转装置由升降机、旋转电机和气爪组成,将小车上第一次淋涂后的物料上下升降夹取,翻转180度,再放到小车上,进入第二次淋涂。气枪区有六组气枪,有两个移动自由度,淋涂后控制气枪吹蜂窝表面与蜂窝孔。智能快捷清洗系统在淋涂设备工作结束后清洗设备。涂料回收机构由V型结构进入涂料槽,涂料槽由回转支撑带动旋转,并带有搅拌机构,控制涂料的稳定性。蜂窝及夹具进入滞留区,可以进行冷却,并由人工将其放入烘箱,调转夹具的方向。

 

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图3 淋涂机


吸波蜂窝超材料自动化淋涂设备技术特色


(1)磨料制备高细化


蜂窝超材料自动化淋涂设备的磨砂机采用大面积的管状栅网离心分离机,可精密分离,出料顺畅,从而避免出料速度慢及卡研磨介质的现象。砂磨机加工制造的接触部件材质选用氧化锆、碳化硅等,具有较高的耐磨率。砂磨机采用内螺纹式冷却方式,能使研磨腔内部热量快速散失。


(2)喷涂控制更精准


喷涂机进料口配设一套光幕扫描系统,用于扫描工件的形状和尺寸,能精确地将工件的信号传送到控制器,并控制淋涂窄道起止工作位置,使喷涂控制更精准。


(3)溶剂处理更环保


为减少有机溶剂对环境污染,将淋涂设备的循环通风系统与烘箱空气过滤器的气体通过风机接入有机溶剂吸收塔,进行净化,并对有机溶剂吸收塔采用水膜除尘。

 

超材料被中国“十三五”规划列为优先发展领域,北钢联智造®作为首台(套)智能装备定制研发高科技企业,在助力传统制造业升级改造的同时,也为新兴材料的智能制造创造无限可能。



超材料小知识

超材料是“具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料”,发展起始于20世纪末,21世纪初,属于新兴学科,通过纳米工艺改变物质的微结构,制备各种各样的新材料,物体隐形就是其应用研究方向之一。

 

 

 


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