热镶嵌是将树脂颗粒,填埋入模具内,加热至液态,在加压后紧密包覆样品,固化后脱模。热镶嵌多用于耐热耐压的固体材料。热镶嵌快速简单,样品致密标准,所以大多数金属材料采用热镶嵌的方式来制样。
市面上的设备林林总总,价格也从1000多元到二十万出头不等。热镶嵌树脂在加热后会软化,但是渗透性不好,需要外加压力来强制实现树脂渗透和致密化,所以从动力系统上来说,基本可以分为三类:
1. 丝杠加载
丝杠加载方式也是早期镶嵌机的主要品种,由于机构简单,成本低廉所以在发展初期是镶嵌主流。丝杠加载就是通过手轮带动一组锥形齿轮,将竖直旋转转变为水平旋转, 然后通过丝杆螺母机构将水平旋转转变为下活塞的上下线性动作。这个机构通过两轮力矩放大给活塞块加压。但是由于制样员力量的千差万别,这种简易机构无法确保提供镶嵌所需压力,此外机械机构的刚性加载方式,使样品时常失压,所以要操作员持续的加压,大大提高了操作难度,特别对于女性制样员。
当然后来也有公司将用马达替代手轮,使操作相对便捷。但是由于核心机构未作改变,本质上的缺陷未能消除。
2. 气动加载
气动加载就是将机械丝杠驱动的下活塞快改用气缸直连驱动,得益于气动行业在过去10年的快速发展和普及,气缸种类非常丰富,镶嵌机所需的大压力倍力气缸技术也日趋成熟。气动加载提供的压力柔和稳定,有持续性,对于小直径样品的常规镶嵌料来说已经没有问题。但是对于流动性较弱的保边型高硬度树脂,气缸的压力还远远不够。例如保边树脂在20MPa以下的压力无法实现良好致密化,也就是说对于直径40mm的样品至少需要250吨压力,这个压力气缸束手无策。
3. 液压加载
国外企业首先使用液压加载,由于独立液压站技术复杂、成本昂贵,所以国内企业一直未能取得突破。所以采用变通的小型液压泵来加载,其实压力和大倍力气缸相当,对于大直径样品以及保边型树脂还是无法致密镶嵌。
沧州欧谱公司推出智能型大压力液压镶嵌机,一举攻克压力问题,同步实现快速加热,智能保压和内置冷却功能,是一款真正媲美进口高端设备。
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