基本信息
- 项目名称：
- 智能平板刮膜机
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 智能平板刮膜机是为了解决化学工业生产、科研、教学等领域中工作人员机器自动作业代替人工作业问题。 智能平板刮膜机能够进行刮刀速度调节、刮板温度设定和控制、刮膜厚度调节等功能。技术关键在于对膜的厚度精度控制和温度控制。 本作品在测试中已实现了智能平板刮膜机的要求，膜的厚度调节可以做到0.1mm的精度、温度控制偏差在2℃内、刮刀速度可调节。
- 详细介绍：
- 自从发明了相转换法制得到具有工业应用价值的非对称性醋酸纤维素反渗透膜后，这一方法得到了广泛的应用和研究，用于制备从渗透汽化膜、气体分离膜、反渗透膜等致密皮层分离膜，到超滤膜、微滤膜等有孔分离膜。这种方法按工艺特点的不同可分为湿法、干法、干湿法，无论是在气体环境中分相的干法制膜，还是在液体凝胶浴环境中分相的湿法制膜，或是二者结合的干湿法，其基本原理都是液态膜与环境进行溶剂、非溶剂的逆向传质，改变液态膜内的组成，使其越过分相线，进入热力学非稳态区内发生分相，最后聚合物浓相固化构成膜结构支撑体、聚合物稀相经后处理除去后形成膜内孔隙.膜结构的最终形状取决于液态膜内组成的变化速度、铸膜液体系的分相热力学和分相动力学，因而对于特定组成的铸膜液，制膜时的一些工艺条件如液态膜厚、环境组成(如干法时的相对湿度、 溶剂蒸汽浓度、 湿法时的凝胶浴组成) 、 温度、对流状态等都会通过影响溶剂、非溶剂的传质速度以及铸膜液体系的分相情况从而影响膜结构和膜性能。 众多的研究表明，制膜时的一些工艺条件显著影响着最终的膜结构和膜性能.因此科研中一种能调节控制各工艺条件的刮膜机对研究相转换成膜技术是非常重要的，可以使膜的研制过程中各项指标定量化，将每一个对膜性能有影响的因素都置于定量控制下，从而能精确地研究工艺条件对膜结构和性能的影响，确定获得最佳膜性能的工艺条件，使膜的研制具有重复性。 智能平板刮膜机正是在这样的情况下提出来的，智能平板刮膜机工作过程是将涂布基板被固定于基座上，在驱动单元的驱动下刮刀匀速往复运动，保证铸膜和刮平始终在同一平面内进行，使得刮刀底部与膜片间在刮平过程中为水平面接触，在刮膜过程中可使基层表面光滑平整，因此所制得的膜可单独成型，也可以按照需要在基材上成型，并且利用膜厚调节装置使得成品膜的厚度均匀、误差小、精度高，可精确控制制膜工艺，智能平板刮膜机可用于多种行业的膜技术研究课题。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 智能平板刮膜机是为了解决化学工业生产、科研、教学等领域中工作人员机器自动作业代替人工作业问题。 智能平板刮膜机能够进行刮刀速度调节、刮板温度设定和控制、刮膜厚度调节等功能。技术关键在于对膜的厚度精度控制和温度控制。 本作品在测试中已实现了智能平板刮膜机的要求，膜的厚度调节可以做到0.1mm的精度、温度控制偏差在2℃内、刮刀速度可调节。
科学性、先进性
- 智能平板刮膜机膜厚度调节用螺旋测微头以达到精度要求，刮膜机采用双直线导轨和步进电机做运动控制系统，主控制器采用C8051F020高性能、混合型单片机，驱动电路采用恒流驱动器和步进电机可实现刮膜机运行的快速反应、且运行稳定可靠。刮膜机采用液晶触摸屏进行人机对话。在温度检测电路中选择DS18B20温度传感器，接口简单，精度高，稳定性好。 在软件方面为了调试方便采用模块化结构，温度调节采用PID算法提高了温度控制精度。
获奖情况及鉴定结果
- 盐城工学院第十五届校园科技文化艺术节“挑战杯”课外学术科技作品一等奖
作品所处阶段
- B中试阶段
技术转让方式
- 技术转让或合作生产
作品可展示的形式
- ■实物、产品 ■现场演示 ■图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 首先，根据膜的工艺要求，在主界面中选择“工艺参数”进入工艺参数菜单，在工艺菜单左下角选择“设置”进入参数设置菜单，按提示输入温度、刮刀速度、P参数、I参数和D参数，每设置一个参数要按 “确定”键确认否则无效，设置好参数返回主菜单系统准备就绪，用户可以选择手动或自动方式投入运行。 本课题专门针对在生产中或科研教学中制膜设备的研制，取得了良好的效果。系统有效地解决了人工操作的诸多缺陷，实现了高精度刮刀调节，刮板温度可自动调节且精度高，制出的膜各项指标优良，本系统投入使用将为用户带来良好的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 自从发明了相转换法制得到具有工业应用价值的非对称性醋酸纤维素反渗透膜后，这一方法得到了广泛的应用和研究，用于制备从渗透汽化膜、气体分离膜、反渗透膜等致密皮层分离膜，到超滤膜、微滤膜等有孔分离膜。根据工艺要求，智能平板刮膜机主要有如下功能和技术指标： （1）、刮刀调节精度要优于0.1mm; （2）、对刮板温度控制在±2℃内; （3）、刮刀移动速度要能调节; （4）、控制器要用LCD触摸屏，分辨率不小于320X240; （5）、运行参数设定后要保存，下次开机后能自动恢复上次设定的参数； （6）、刮刀移动可以自动也可手动，移动中可以随时停止； 主要部件材料：刮刀为铝材；刮板为不锈钢材质； 本作品专门针对生产中或科研教学中制膜设备，各指标都达到要求并取得了良好的效果。系统有效地解决了人工操作的诸多缺陷，实现了高精度刮刀调节，刮板温度可自动调节且精度高，制出的膜各项指标优良，本系统投入使用将为用户带来良好的经济效益。该作品对现有的平板刮膜机进行了技术革新，解决了现有的刮膜机存在手动控制精度不高的问题，作品首次将刮板进行恒温控制，本平板刮膜机特别适用于科研和教学，作品整体设计创新性较强。
