一种中空管道铸造装置及铸造方法

1.本发明涉及管道加工技术领域，尤其是一种中空管道铸造装置及铸造方法。


背景技术：

2.在微流控技术中，通常需要在芯片上制备微流道；而相关技术中，通常所采用的方法是复合管制作技术，其主要包括液压法、热挤压法、爆炸焊接法、复合板焊接法、粉末冶金法、离心铸造或离心铝热法、喷射成型法、堆焊法等等。但是，前述的技术大多数都存在依赖昂贵仪器、加工工艺复杂、键合条件繁琐等缺点；此外，现有的传统制造方法无法实现复杂截面或复杂结构的加工。


技术实现要素：

3.有鉴于此，为至少部分解决上述技术问题之一，本发明实施例目的在于提供一种操作更为便捷，且能够实现复杂的管道截面和结构的中空管道铸造装置，以及基于该铸造装置的铸造方法。
4.本发明所采取的技术方案是：
5.第一方面，本技术技术方案提供了一种中空管道铸造装置，该铸造装置包括成型部件、熔融材料注射器以及步进电机；
6.所述成型部件一端密封，所述成型部件的另一端活动连接在所述熔融材料注射器的送料端口，所述成型部件包括成型空管和管芯，所述成型空管与所述管芯同轴设置；
7.所述熔融材料注射器包括注射器推杆，所述步进电机包括电机推杆，所述注射器推杆与所述电机推杆固定连接；
8.所述熔融材料注射器用于存储和输送熔融材料至所述成型部件；所述成型部件用于接收熔融材料，并将所述熔融材料固化成型得到中空管道；所述步进电机用于推动注射器进行送料。
9.在一些可选的实施例中，所述管芯为中空管芯，所述中空管芯的中空部分为空气流通管道，所述空气流通管道。
10.在一些可选的实施例中，所述送料端口内置出风端口，所述出风端口的截面与所述空气流通管道的截面相吻合。
11.在一些可选的实施例中，所述铸造装置还包括固定部件，所述固定部件包括第一夹片和第二夹片，所述熔融材料注射器的外壁设有对称螺孔，所述第一夹片和所述第二夹片通过螺栓与所述熔融材料注射器进行固定。
12.在一些可选的实施例中，所述成型空管的端口截面为圆形、椭圆形以及多边形中的一种。
13.在一些可选的实施例中，所述管芯的截面为圆形、椭圆形以及多边形中的一种。
14.另一方面，本技术技术方案提供了一种可以应用于第一方面中的中道管道铸造方法，该方法包括以下步骤：
15.将成型部件与熔融材料注射器的送料端口进行固定；
16.通过步进电机控制所述熔融材料注射器输送所述熔融材料至所述成型部件中，通过所述成型部件对所述熔融材料进行固化成型得到中空管道。
17.在一些可选的实施例中，所述成型部件的成型空管的端口截面为圆形、椭圆形以及多边形中的一种；所述通过所述成型部件对所述熔融材料进行固化成型得到中空管道这一步骤包括：
18.组合成型空管与管芯得到成型部件，通过所述成型部件固化成型得到圆形中空管道、椭圆形中空管道以及多边形中空管道中的一种。
19.本发明的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，其他部分可以通过本发明的具体实施方式了解得到：
20.本技术的技术方案提出了一种中空管道铸造方案，方案中的装置包括管内安装管芯的成型空管及管芯、安装于空管上的熔融材料注射器外壳、推动熔融材料进入空管的注射器推杆、推动注射器推杆的电机推杆以及作为动力源的步进电机，本装置可以通过内部管芯与外部管道共同决定所铸造中空管的内外截面，从而形成不同截面的复杂结构管道，且易于制造、便于拆卸与更改，能够广泛应用于管道加工技术领域。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本技术技术方案一种中空管道铸造装置的结构图；
23.图2为本技术技术方案实施例实现方式流程图；
24.图3为本技术技术方案实施例安装椭圆截面空管示意图；
25.图4为本技术技术方案实施例安装方形截面空管示意图；
26.图5为本技术技术方案一种中空管道铸造装置的剖视图。
具体实施方式
27.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.一方面，基于前述背景技术中指出现有技术通常都存在着依赖昂贵仪器、加工工艺复杂、键合条件繁琐等缺点，并且也无法实现复杂截面或复杂结构的加工的技术缺陷；为此，本技术技术方案在提出了一种中空管道铸造装置，该铸造装置主要包括成型部件、熔融材料注射器以及步进电机。
31.在实施例中，熔融材料注射器用于存储和输送熔融材料至成型部件；成型部件用于接收熔融材料，并将熔融材料固化成型得到中空管道；步进电机用于推动注射器进行送料。其中，熔融材料包括但不限于熔融金属等。
32.更为具体地，成型部件包括成型空管和管芯，成型空管与管芯同轴设置；成型空管和管芯之间的空间用于注入熔融材料进行固定成型，并且实施例中可以通过改变成型空管和管芯的截面形状从而得到不同的外形和中空形状的管道。此外，实施例中成型部件一端密封，所成型部件的另一端活动连接在熔融材料注射器的送料端口；其中，成型部件的一点进行密封处理，其目的之一是在于对管芯进行固定，其另一目的是防止熔融材料的外漏而导致管道无法成型，成型部件可以以嵌套或者包覆的方式安装在熔融材料注射器的送料端口。实施例中成型空管与管芯同轴设置，需要说明的是，在通过实施例装置铸造管道的过程，为了铸造得到目标长度的管道，实施例中可以采用若干个成型部件进行拼接组装方式以得到目标长度的模具，在将成型部件进行拼接组装的过程中，需要去除密封层，使成型部件之间相互贯通。
33.熔融材料注射器包括注射器推杆，步进电机包括电机推杆，注射器推杆与电机推杆固定连接；其中注射器推杆主要用于在电机推杆的传动下压缩注射器的空间进行送料，电机推杆则主要在步进电机的带动下控制注射器推杆进行运动。
34.示例性地，如图1所示，实施例中的铸造装置，可以包括成型部件内安装管芯的成型空管及管芯1、安装于空管上的熔融材料注射器外壳2，推动熔融材料进入空管的注射器推杆3，推动注射器推杆3的电机推杆4，以及作为动力源的步进电机5。如图2所示，基于实施例的铸造装置进行目标的铸造或加工过程为：根据所需管道内外截面需求，将管芯与空管组合；将熔融液态材料装入注射器外壳2内，将注射器送料端与空管1进料端连接；通过外界步进电机推动推杆4带动注射器推杆3，将熔融材料注射进成型空管内，最终冷却固定成型得到目标管道。
35.在一些可行的实施例中，成型部件的管芯为中空管芯，中空管芯的中空部分为空气流通管道，空气流通管道。
36.具体地，为了加速熔融材料冷却成型，实施例中的管芯可以设置为中空的管芯，管芯的中空部分可以作为空气流通管道，通过加速空气流通的方式以加速熔融材料的冷却成型。
37.在一些可行的实施例中，送料端口内置出风端口，相对应地，出风端口的截面与空气流通管道的截面相吻合。
38.具体地，实施例中的送料端口截面呈圆环型，圆环中间的圆形即为出风端口，出风端口以及出风管道可以贯穿整个熔融材料注射器，连接至冷凝风机；端口截面中的圆环部
分为熔融材料的输出端口，而实施例中的出风端口能和成型部件中的空气流通管道吻合，能够避免在熔融材料注入至成型部件中的过程中混入空气，而导致最终加工形成的管道不能达到目标质量。在制备管道的过程中，熔融材料从送料端口挤出，进入到成型部件中，从风管进入的高压冷空气与空气流通管道内壁接触，使其温度降低，将更便于熔融材料冷却更便于脱模。
39.在一些可行的实施例中，铸造装置还包括固定部件，固定部件包括第一夹片和第二夹片，熔融材料注射器的外壁设有对称螺孔，第一夹片和第二夹片通过螺栓与熔融材料注射器进行固定。
40.具体地，通过夹片与螺栓的固定方式，能够将实施例的铸造装置固定在支架或者其他装置上，更便于操作。
41.如图3和图4所示，在一些可行的实施例中，成型空管的端口截面为圆形、椭圆形以及多边形中的一种；相对应地，管芯的截面为圆形、椭圆形以及多边形中的一种。
42.具体地，在实施例中，可以根据需求对成型部件进行切换，以加工成目标形状的中空管道内外截面的目标管道。
43.另一方面，本技术技术方案还提供了一种中空管道铸造方法，该方法可以应用于前一方面中的中空管道铸造装置，该方法包括步骤s100-s200：
44.s100、将成型部件与熔融材料注射器的送料端口进行固定；
45.s200、通过步进电机控制熔融材料注射器输送熔融材料至成型部件中，通过成型部件对熔融材料进行固化成型得到中空管道。
46.而在实施例中，成型部件的成型空管的端口截面为圆形、椭圆形以及多边形中的一种；通过成型部件对熔融材料进行固化成型得到中空管道这一过程还可以包括步骤s210：
47.s210、组合成型空管与管芯得到成型部件，通过成型部件固化成型得到圆形中空管道、椭圆形中空管道以及多边形中空管道中的一种。
48.如图5所示，具体在实施例过程中，根据所需管道内外截面需求，将成型空管与管芯进行组合，将熔融液态材料装入注射器外壳内，将注射器送料端与空管进料端连接，然后通过外界步进电机推动推杆带动注射器推杆，将熔融材料注射进成型空管内；最终待熔融材料冷凝固定之后得到铸造完成的管道。
49.从上述具体的实施过程，可以总结出，本发明所提供的技术方案相较于现有技术存在以下优点或优势：
50.(1)本技术技术方案通过步进电机控制转速进而熔融材料送料速度，可以避免因速度过快导致管壁存在气泡等缺陷；
51.(2)本技术技术方案通过内部管芯与外部管道，共同决定所铸造中空管的内外截面、内部通道数量，本装置可制造圆形、方形、椭圆形等不同截面的复杂结构管道。
52.在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被
改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
53.此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
54.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
57.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。