一种石墨烯制品生产线
技术领域
本实用新型涉及生产制造设备领域，更具体地说，它涉及一种石墨烯制品生产线。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医药和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性材料。
申请号为CN201810619094.9的中国专利公开了一种大面积石墨烯纸的制备方法，通过采用激光诱导还原聚酰亚胺纸，得到石墨烯纸。然而，在对石墨烯进行大量的生产加工的过程中，通常需要对所生产的石墨烯进行切割以适应不同产品的需求，在切割过程中产生的边角废料难以进行回收利用，造成浪费。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种石墨烯制品生产线，具有减少石墨烯生产流程中石墨烯材料浪费的优点。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种石墨烯制品生产线，包括传送装置、激光室、切割加工区和废料回收区，所述传送装置依次贯穿经过激光室、切割加工区和废料回收区，所述切割加工区内设有拾取石墨烯成品的负压吸附机械手，所述废料回收区包括石墨烯废料的研磨机和添加剂混合机，所述研磨机的底部设置为过滤筛网，所述添加剂混合机设置于研磨机竖直方向的下方。
采用上述技术方案，通过传送装置将聚酰亚胺纸传送至激光室，由激光室进行激光诱导还原得到石墨烯纸，传送装置再将石墨烯纸经传送至切割加工区，在切割加工区根据产品的需要对石墨烯纸进行切割，负压吸附机械手将切割后的成品取出，传送装置继续将切割后的石墨烯废料运输至研磨机内，由研磨机进行研磨粉碎，在石墨烯废料的研磨粉碎中粒径小于过滤筛网的石墨烯粉末落入添加剂混合机，在添加剂混合机内石墨烯粉末与白炭黑粉末混合得到机油添加剂。
聚酰亚胺纸在激光的照射下化学键断裂，同时伴随着碳碳单键和双键重组形成石墨烯，制得大面积的石墨烯纸，反应速度快，提高了石墨烯的生产效率；传送机构为生产线提供了动力来源，通过传送机构将石墨烯纸传送至切割加工区，减少了操作人员与石墨烯纸的接触，从而减少了石墨烯纸表面的污染，降低外界环境对石墨烯制品质量的影响；通过负压吸附机械手表面对切割后的石墨烯制品进行负压吸附取出石墨烯成品，相对于直接利用机械手夹持石墨烯成品，利用负压吸附机械手吸附提取石墨烯成品减少了与石墨烯纸的接触面积，从而减少了石墨烯成品表面受到破坏的概率；经过切割加工区后传送装置将石墨烯纸的切割废料运输至废料回收区，传送装置将石墨烯废料传送至研磨机内，研磨机对石墨烯废料进行研磨加工，在研磨过程中粒径小于筛网孔径的颗粒在自身重力作用下落入添加剂混合机内与白炭黑进行搅拌，而粒径较大的石墨烯颗粒继续在研磨机内研磨至其粒径小于筛网的孔径，通过研磨机和添加剂混合机在竖直方向的上下设置，使得研磨过程中粒径符合生产要求的颗粒在自身重力作用下自动掉落至添加剂混合机内，实现机油添加剂的自动生产；通过在对石墨烯纸切割加工过程中产生的石墨烯废料进行再加工，实现了石墨烯纸废料的回收利用，减少了石墨烯材料在生产过程的浪费。
优选的，所述传送装置包括聚酰亚胺传送机构和石墨烯传送机构，所述聚酰亚胺传送机构经激光室进入切割加工区，所述石墨烯传送机构设置于切割加工区内，所述石墨烯传送机构设置于聚酰亚胺传送机构的竖直下方。
采用上述技术方案，聚亚酰胺传送机构将聚酰亚胺纸传送至激光室内并将完成激光照射制得的石墨烯纸运输至激光室外，当石墨烯纸被聚亚酰胺传送机构运输至其端部时，石墨烯纸在自身重力的作用下落在石墨烯传送机构上，在石墨烯传送机构的传送下落在其表面的石墨烯纸平铺于石墨烯传送机构的上表面，将聚酰亚胺纸传送机构和石墨烯传送机构分开，有利于分别对聚酰亚胺纸和石墨烯纸进行操作，减少了石墨烯纸切割加工操作中由于受到来自外界的力而导致对聚酰亚胺纸的影响，维持生产过程的稳定性。
优选的，所述激光室内腔的顶部和底部均设有激光发射器，所述聚酰亚胺传送机构包括开口相对设置的2个传送槽，2个所述传送槽位于石墨烯传送机构上方的开口处均设有石墨烯纸的切割刀片。
采用上述技术方案，聚酰亚胺纸沿垂直于其长度方向的两端设置均固定于传送槽内，使得聚酰亚胺纸在经过激光室内时，聚酰亚胺纸的上下表面均能接收到来自激光发射器的照射，即聚酰亚胺纸同时进行上下表面的激光诱导，提高了激光诱导效率和石墨烯纸的产率；由于部分位于传送槽内的聚酰亚胺纸难以进行激光诱导，故在石墨烯纸经激光诱导成石墨烯纸后通过切割刀片使石墨烯纸从聚酰亚胺传送机构上分离开，降低落在石墨烯传送机构上的石墨烯含有聚酰亚胺分子的概率，降低对石墨烯纸切割加工成品质量的影响。
优选的，所述切割刀片的表面呈三角形状，所述切割刀片朝向激光室的一端沿竖直方向倾斜设置。
采用上述技术方案，通过将切割刀片的尖端与石墨烯纸接触的部分倾斜设置，减少了切割刀片在切割石墨烯纸的过程中与石墨烯纸的接触面积，从而提高了切割刀片尖端部在切割时对石墨烯纸的压强，提高切割刀片的工作效率。
优选的，所述切割加工区包括石墨烯纸的横向切割部和纵向切割部，所述横向切割部包括横向刀片和用于固定横向刀片的第一活塞推杆组，所述第一活塞推杆组沿其长度方向垂直于水平面，所述横向刀片的长度大于2个切割刀片之间的距离。
采用上述技术方案，横向切割部用于沿垂直于石墨烯纸长度方向对其进行切割，将石墨烯纸从聚酰亚胺纸上断开，第一活塞推杆组沿竖直方向做往返运动，从而带动横向刀片对石墨烯纸进行切割，根据所需石墨烯纸的长度，设置第一活塞推杆组的运动速率，实现对石墨烯纸长度的灵活调节；由于横向刀片是对垂直于石墨烯纸长度方向进行切割，将2个切割刀片之间的距离设置为小于横向刀片的长度，使得石墨烯纸能够整片从聚酰亚胺传送机构落至石墨烯传送机构。
优选的，所述纵向切割部包括纵向刀片、刀片调节轴和第二活塞推杆组，所述刀片调节轴沿其轴长方向与第二活塞推杆组垂直设置，所述纵向刀片设置有2个，所述纵向刀片均套设于刀片调节轴的外表面。
采用上述技术方案，纵向切割部控制所制得的石墨烯成品的宽度，第二活塞推杆组通过沿竖直方向做往返运动实现纵向刀片对石墨烯纸进行切割，2个纵向刀片均套设于刀片调节轴的外表面，通过刀片调节轴可调节2个纵向刀片之间的距离，从而制得不同宽度的石墨烯成品。
优选的，所述负压吸附机械手包括机械运动部和负压吸附头，所述负压吸附头设置于2个纵向刀片之间。
采用上述技术方案，通过控制机械运动部将负压吸附头所吸附的石墨烯成品从石墨烯传送机构中取出，由于经纵向切割后的石墨烯成品位于2个纵向刀片之间，负压吸附头设置于2个纵向刀片之间，便于负压吸附头直接吸附取出成品，提高负压吸附机械手的成品提取率。
优选的，所述石墨烯传送机构远离聚酰亚胺传送机构的一端设置于研磨机内，所述研磨机内设有转动辊，所述转动辊的外周套设有物料刷，所述物料刷远离转动辊的一端抵接于石墨烯传送机构端部的外表面。
采用上述技术方案，通过转动辊的转动使物料刷转动，物料刷在转动过程中将石墨烯传送机构表面的石墨烯废料扫至研磨机内，减少石墨烯废料粘附于石墨烯传送机构的表面，提高石墨烯废料的回收利用率，减少生产过程中的石墨烯材料的浪费。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1.通过在激光室内的顶部和底部均设置激光发射器使经过激光室内的聚酰亚胺上下表面均进行激光诱导，提高石墨烯纸的生产效率；
2.通过设置废料回收区对石墨烯纸的生产废料进行回收处理，减少了石墨烯纸生产过程中石墨烯材料的浪费。
3.通过负压吸附机械手将石墨烯成品从切割加工区取出，减少了在取出石墨烯成品的过程中对其的表面的破坏，降低对生产过程成品率的影响。
附图说明
图1为本实用新型一种石墨烯制品生产线的流程示意图。
图2为本实用新型一种石墨烯制品生产线的结构示意图。
图3为图2中A处的放大示意图。
图4为图2中B处的放大示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：激光室1、传送装置2、聚酰亚胺传送机构21、石墨烯传送机构22、切割加工区3、横向切割部31、横向刀片311、第一活塞推杆组312、纵向切割部32、纵向刀片321、第二活塞推杆组322、刀片调节轴323、成品收集区4、负压机械手5、机械运动部51、吸附头52、废料回收区6、研磨机61、添加剂混合机62、激光发射器7、切割刀片8、过滤筛网9、转动辊10、物料刷11。
一种石墨烯制品生产线，如图1和图2所示，包括激光室1、传送装置2、切割加工区3和废料回收区6，激光室1的内腔顶部和底部均设有激光发射器7，传送装置2包括聚酰亚胺传送机构21和石墨烯传送机构22，聚酰亚胺传送机构21用于将聚酰亚胺纸传送至激光室1内，使得聚酰亚胺在激光室1内进行激光诱导转化为石墨烯纸。聚酰亚胺传送机构21沿其长度方向贯穿经过激光室1的中部，聚酰亚胺传送机构21包括沿水平面平行设置的2个传送槽，传送槽呈长条状，2个传送槽的开口相对设置。2个传送槽的开口处均设有三角形状的切割刀片8。
石墨烯传送机构22沿其长度方向水平设置于切割加工区3和废料回收区6，石墨烯传送机构22远离废料回收区6的一端设置于聚酰亚胺传送机构21竖直方向的下方，石墨烯传送机构22可设置为传送带。
废料回收区6包括研磨机61和添加剂混合机62，研磨机61的底部和添加剂混合机62连通，为使得在研磨过程中粒径大小符合生产需要的石墨烯颗粒进入添加剂混合机62内，研磨机61和添加剂混合机62的连通处设置有过滤筛网9。研磨机61的侧表面开有入料口，石墨烯传送机构22远离聚酰亚胺传送机构21的一端经入料口进入研磨机61内，研磨机61的入料口处设有转动辊10，转动辊10的外周套设有物料刷11，物料刷11远离转动辊10的外表面抵接于石墨烯传送机构22的端部外表面。
切割加工区3包括设置于石墨烯传送机构22外的成品收集区4，成品收集区4的连接有负压机械手5，负压机械手5包括机械运动部51和吸附头52，机械运动部51的一端固定连接于成品收集区4上，机械运动部51远离成品收集区4的一端连接吸附头52，吸附头52为负压吸附，吸附头52朝向石墨烯传送机构22的上表面设置。
如图3和图4所示，切割加工部还包括有横向切割部31和纵向切割部32，横向切割部31包括第一活塞推杆组312和横向刀片311，横向刀片311的长度大于2个切割刀片8之间的距离，横向刀片311的尖端部朝向聚酰亚胺传送机构21的方向设置，第一活塞推杆组312包括沿竖直方向平行设置的2个第一活塞推杆，横向刀片311沿其长度方向垂直设置于2个第一活塞推杆之间，第一活塞推杆组312连接有第一伺服电机，2个活塞推杆远离横向刀片311的端部均连接于第一伺服电机的输出端。
纵向切割部32包括第二活塞推杆组322、纵向刀片321和用于固定纵向刀片321的刀片调节轴323，纵向刀片321沿其长度方向与刀片调节轴323垂直设置，纵向刀片321的尖端部朝向石墨烯传送机构22的方向设置，纵向刀片321设置有2个，负压机械手5的吸附头52设置于2个纵向刀片321之间。第二活塞推杆组322包括沿竖直方向平行设置的2个第二活塞推杆，刀片调节轴323沿其轴长方向垂直设置于2个第二活塞推杆之间，第二活塞推杆组322连接有第二伺服电机，2个活塞推杆远离刀片调节轴323的端部均连接于第二伺服电机的输出端。
具体实施过程如下：聚酰亚胺传送机构21将聚酰亚胺纸传送至激光室1内，由激光发射器7分别对聚酰亚胺纸的上下表面进行激光照射，聚酰亚胺纸在激光诱导下转化为石墨烯纸，石墨烯纸由聚酰亚胺传送机构21传送至激光室1外并进入切割加工区3，横向刀片311在第一活塞推杆组312的往返运动中对石墨烯纸进行横向切割，横向切割后的石墨烯纸运动与切割刀片8接触时，切割刀片8对运动中的石墨烯纸进行切割，使切割后的石墨烯纸从聚酰亚胺传送机构21上落至石墨烯传送机构22，运动状态的石墨烯传送机构22使切割后的石墨烯纸平铺于石墨烯传送机构22的上表面，纵向刀片321在第二活塞推杆组322的往返运动中对该石墨烯纸进行纵向切割，得到符合生产需要的石墨烯纸成品，负压机械手5的吸附头52通过负压吸附将石墨烯纸成品取出并在机械运动部51的作用下将石墨烯纸成品放置于成品收集区4内，完成切割后的石墨烯纸切割废料在石墨烯传送机构22的传送下进入废料回收区6，石墨烯纸切割废料进入研磨机61内研磨粉碎，在研磨过程中粒径小于筛网孔径的石墨烯颗粒进入添加剂混合机62，在添加剂混合机62内与白炭黑进行混合制得机油添加剂，实现石墨烯废材的回收利用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型远离前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
