气凝胶块体切割方法及设备技术

本公开提供了一种气凝胶块体切割方法及设备

【技术实现步骤摘要】
气凝胶块体切割方法及设备


[0001]本公开涉及气凝胶块体切割
，尤其涉及一种气凝胶块体切割方法及设备
。

技术介绍

[0002]气凝胶是一种新型的纳米多孔材料，孔隙率可达
80
～
99.8
％，孔洞尺寸一般在
5nm
～
50nm
，同时具有极低的密度
、
极低的介电常数和极低的热导率，使气凝胶在隔热
、
保温和杂质吸附等领域有重要应用前景
。
[0003]气凝胶块体作为一种定制化程度较高的产品，外形尺寸需要根据使用需求而定，但气凝胶块体的成型工艺还存在较大的改进空间
。
现有的气凝胶块体可以采用金刚石线切割
、
高压气切割
、
超声波切割或高精度加工中心进行切割
。
由于成品的气凝胶块体强度较低，脆度较大，局部应力集中，受力时很容易造成整块气凝胶块体崩裂，上述几种切割方法均属于机械式切割的范畴，切割过程中应力分布非常不均匀，在应力作用下气凝胶块体底部容易发生开裂或者在切割处容易崩角，使得气凝胶块体切割的废品率较高，并且切割工艺难度较高，切割设备造价昂贵
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种气凝胶块体切割方法及设备
。
[0005]本公开第一方面提供一种气凝胶块体切割方法，包括以下步骤：在切割部件上吸附挥发性溶剂；将所述切割部件接触气凝胶块体的表面并逐步进入所述气凝胶块体的内部，所述挥发性溶剂渗透到所述切割部件附近的所述气凝胶块体的纳米孔之间的空隙中；所述挥发性溶剂挥发牵引所述气凝胶块体内部的纳米孔的孔壁产生破裂，实现对所述气凝胶块体的切割
。
[0006]可选地，所述将所述切割部件接触气凝胶块体的表面并逐步进入所述气凝胶块体的内部，所述挥发性溶剂渗透到所述切割部件附近的所述气凝胶块体的内部空隙中，具体包括：
[0007]确定所述气凝胶块体的待切割位置及切割路径，将所述气凝胶块体的待切割位置对准所述切割部件并固定；
[0008]所述切割部件沿预设路径以第一预设速度循环运动，所述气凝胶块体沿预设方向以第二预设速度运动，使所述切割部件与所述气凝胶块体持续接触；
[0009]所述挥发性溶剂随着所述切割部件与所述气凝胶块体的持续接触而被运送至所述气凝胶块体的待切割位置，所述挥发性溶剂接触所述气凝胶块体待切割位置并逐渐渗透至所述待切割位置附近的所述气凝胶块体的内部空隙中
。
[0010]可选地，在将所述切割部件接触气凝胶块体的表面并逐步进入所述气凝胶块体的内部的过程中，以预设温度对所述气凝胶块体的待切割位置进行加热，以限制所述挥发性
溶剂朝远离所述待切割位置的部位渗透；
[0011]和
/
或，在将所述切割部件接触气凝胶块体的表面并逐步进入所述气凝胶块体的内部的过程中，对所述气凝胶块体的待切割位置进行抽风，以加速所述挥发性溶剂的挥发并抽走已挥发形成的气体
。
[0012]可选地，在所述气凝胶块体被切割过程中会产生气凝胶屑，所述气凝胶屑随着所述切割部件相对所述气凝胶块体的运动而被所述切割部件带出，所述气凝胶块体切割方法还包括：
[0013]在所述气凝胶块体被切割过程中对所述切割部件上附着的所述气凝胶屑进行清洁
。
[0014]本公开第二方面提供一种气凝胶块体切割设备，包括驱动机构
、
切割部件
、
承载台和挥发性溶剂盒；
[0015]所述承载台用于承载气凝胶块体，所述驱动机构与所述切割部件连接以驱动所述切割部件相对所述气凝胶块体运动，以使所述切割部件在相对所述气凝胶块体运动过程中接触所述气凝胶块体的表面并逐步进入所述气凝胶块体的内部；
[0016]所述挥发性溶剂盒临近所述切割部件设置，用于向所述切割部件提供挥发性溶剂以使所述切割部件上吸附挥发性溶剂，所述挥发性溶剂被配置为随着所述切割部件的运动逐渐渗透到所述切割部件附近的所述气凝胶块体的内部空隙中，所述挥发性溶剂挥发并牵引所述气凝胶块体内部的纳米孔的孔壁产生破裂，以实现对所述气凝胶块体的切割
。
[0017]可选地，所述切割部件为切割带或切割线，所述切割部件由亲水性纤维材料制成；和
/
或，所述挥发性溶剂为酒精
、
丙酮或者液氮
。
[0018]可选地，所述驱动机构包括动力部件
、
绕线柱和至少一个张紧轮；
[0019]所述动力部件与所述绕线柱连接，用于驱动所述绕线柱转动，所述张紧轮位于所述绕线柱的一侧，所述切割部件绕设在所述绕线柱和所述张紧轮的外围，所述动力部件通过所述绕线柱和所述张紧轮驱动所述切割部件转动
。
[0020]可选地，所述气凝胶块体切割设备还包括清洁部件，设置在所述切割部件的外围，所述清洁部件用于在所述切割部件运动过程中对所述切割部件上附着的气凝胶屑进行清洁
。
[0021]可选地，所述承载台包括真空吸附台及与所述真空吸附台连接的升降气缸，所述真空吸附台用于承载所述气凝胶块体，所述升降气缸用于驱动所述真空吸附台升降，以在所述切割部件运动过程中将所述真空吸附台向上升起，以使所述气凝胶块体与所述切割部件持续接触
。
[0022]可选地，所述气凝胶块体切割设备还包括靠近所述承载台设置的加热部件，用于对所述气凝胶块体的待切割位置进行加热，以限制所述挥发性溶剂朝远离所述待切割位置的部位渗透；和
/
或，所述气凝胶块体切割设备还包括靠近所述承载台设置的抽风部件，用于对所述气凝胶块体的待切割位置进行抽风，以加速所述挥发性溶剂的挥发并抽走已挥发形成的气体
。
[0023]本公开提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0024]本公开提供的气凝胶块体切割方法及设备，该方法包括以下步骤：在切割部件上吸附挥发性溶剂；将切割部件接触气凝胶块体的表面并逐步进入气凝胶块体的内部，挥发
性溶剂渗透到切割部件附近的气凝胶块体的纳米孔之间的空隙中；挥发性溶剂挥发牵引气凝胶块体内部的纳米孔的孔壁产生破裂，实现对气凝胶块体的切割
。
通过上述的设置，吸附有挥发性溶剂的切割部件逐步进入气凝胶块体的内部，使挥发性溶剂按照既定的渗透方向逐渐渗透到气凝胶块体内的纳米孔之间的空隙中，挥发性溶剂在挥发过程中能够带动与挥发性溶剂接触的纳米孔的孔壁产生破裂，并使得与挥发性溶剂接触的纳米孔能够沿既定的渗透方向持续破裂，从而实现对气凝胶块体的切割
。
由于气凝胶块体内部纳米孔的尺度较小，纳米孔的孔壁即使受到很小的应力变化也能够使纳米孔产生破裂，实现气凝胶块体的分割
。
也就是说，当该效应应用在气凝胶块体的切割上时，具有独特且显著的效果，采用挥发性溶剂渗透至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种气凝胶块体切割方法，其特征在于，包括以下步骤：在切割部件上吸附挥发性溶剂；将所述切割部件接触气凝胶块体的表面并逐步进入所述气凝胶块体的内部，所述挥发性溶剂渗透到所述切割部件附近的所述气凝胶块体的纳米孔之间的空隙中；所述挥发性溶剂挥发牵引所述气凝胶块体内部的纳米孔的孔壁发生破裂，实现对所述气凝胶块体的切割
。2.
根据权利要求1所述的气凝胶块体切割方法，其特征在于，所述将所述切割部件接触气凝胶块体的表面并逐步进入所述气凝胶块体的内部，所述挥发性溶剂渗透到所述切割部件附近的所述气凝胶块体的内部空隙中，具体包括：确定所述气凝胶块体的待切割位置及切割路径，将所述气凝胶块体的待切割位置对准所述切割部件并固定；所述切割部件沿预设路径以第一预设速度循环运动，所述气凝胶块体沿预设方向以第二预设速度运动，使所述切割部件与所述气凝胶块体持续接触；所述挥发性溶剂随着所述切割部件与所述气凝胶块体的持续接触而被运送至所述气凝胶块体的待切割位置，所述挥发性溶剂接触所述气凝胶块体待切割位置并逐渐渗透至所述待切割位置附近的所述气凝胶块体的内部空隙中
。3.
根据权利要求1所述的气凝胶块体切割方法，其特征在于，在将所述切割部件接触气凝胶块体的表面并逐步进入所述气凝胶块体的内部的过程中，以预设温度对所述气凝胶块体的待切割位置进行加热，以限制所述挥发性溶剂朝远离所述待切割位置的部位渗透；和
/
或，在将所述切割部件接触气凝胶块体的表面并逐步进入所述气凝胶块体的内部的过程中，对所述气凝胶块体的待切割位置进行抽风，以加速所述挥发性溶剂的挥发并抽走已挥发形成的气体
。4.
根据权利要求1所述的气凝胶块体切割方法，其特征在于，在所述气凝胶块体被切割过程中会产生气凝胶屑，所述气凝胶屑随着所述切割部件相对所述气凝胶块体的运动而被所述切割部件带出，所述气凝胶块体切割方法还包括：在所述气凝胶块体被切割过程中对所述切割部件上附着的所述气凝胶屑进行清洁
。5.
一种气凝胶块体切割设备，其特征在于，包括驱动机构
、
切割部件
、
承载台和挥发性溶剂盒；所述承载台用于承载气凝胶块体，所述驱动机构与所述切割部件连接以驱动所述切割部件相对所述气凝胶块体运动，...

【专利技术属性】
技术研发人员：白岩，曹聪帅，李全，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：