2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  哈爾濱商業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p>  紙張表面噴涂設(shè)備的設(shè)計(jì)</p><p>  學(xué) 生 姓 名: 王文治 </p><p>  指 導(dǎo) 教 師: 劉 壯 </p><p>  專 業(yè) 班 級: 印刷工程一班

2、 </p><p>  學(xué) 號: 201110830021 </p><p>  學(xué) 院: 輕工學(xué)院 </p><p><b>  二〇一五年六月八日</b></p><p>  Undergraduate Graduation Proje

3、ct (Thesis)</p><p>  Harbin University of Commerce</p><p>  Design of surface spraying equipment for paper</p><p>  2015 - 6 - 8 </p><p>  畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書</p><p&

4、gt;  畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)審閱評語</p><p>  畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)審閱評語</p><p>  畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯評語</p><p><b>  摘 要</b></p><p>  紙張表面的涂布技術(shù)是提高其印刷適性的主要途徑,它通過改善紙張的表面結(jié)構(gòu)來改進(jìn)紙張表面的光學(xué)性能、提高紙張表面平滑度與吸墨性能,進(jìn)

5、而提高紙張的印刷適性。本文在涂布方式的環(huán)節(jié)對紙張表面涂布進(jìn)行改進(jìn),采用的是非接觸式的噴霧涂布技術(shù),使涂布設(shè)備不予紙張接觸,很好的保證了紙張表面的各種性能,設(shè)計(jì)了一種小型的紙張表面噴涂設(shè)備。紙張表面噴涂設(shè)備從涂料的供給部分(含有涂料的循環(huán)裝置)、氣體供給部分、涂料霧化裝置、紙張傳動(dòng)部分等進(jìn)行設(shè)計(jì),并根據(jù)設(shè)計(jì)制作了一套完整的小型噴涂霧化裝置,可以實(shí)現(xiàn)紙張表面的噴霧涂布,在紙張表面形成一層涂層。</p><p>  關(guān)

6、鍵詞:噴涂;紙張;PTFE</p><p><b>  Abstract</b></p><p>  The paper surface coating technology is the main way to improve the printability. It can improve the structure of the paper surface to

7、 improve the optical properties of the paper surface, improve the paper surface smooth degree and ink absorption performance, thus improving the paper printing adaptability. The coating part of paper surface coating was

8、improved and used is non-contact spray coating technology, the coating equipment does not come in contact with the paper, good ensures that the pr</p><p>  Keywords: Spray coating,Paper,PTFE</p><p

9、><b>  目 錄</b></p><p><b>  摘 要I</b></p><p>  AbstractII</p><p><b>  1 緒 論1</b></p><p>  1.1 論文研究的背景1</p><p>  

10、1.2 論文研究的目的及意義1</p><p>  1.3 紙張涂布技術(shù)及涂布技術(shù)分類2</p><p>  1.3.1 紙張表面涂布技術(shù)2</p><p>  1.3.2 涂布方式的分類3</p><p>  2 紙張表面噴涂技術(shù)分析5</p><p>  2.1 紙張表面噴涂設(shè)備工作原理5</p&

11、gt;<p>  2.2 噴涂設(shè)備紙張涂布研究現(xiàn)狀5</p><p>  2.3 紙張表面噴涂設(shè)備設(shè)計(jì)圖6</p><p>  3 紙張表面噴涂設(shè)備的設(shè)計(jì)8</p><p>  3.1 噴涂設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成8</p><p>  3.2 供料裝置8</p><p>  3.3 氣體供給部分9&l

12、t;/p><p>  3.4 涂料霧化裝置10</p><p>  3.5 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)及制作11</p><p>  3.5.1 傳動(dòng)裝置支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)11</p><p>  3.5.2 控制裝置的設(shè)計(jì)14</p><p>  3.5.3 傳動(dòng)裝置的制作14</p><p>  4

13、紙張表面噴涂實(shí)驗(yàn)17</p><p>  4.1 實(shí)驗(yàn)材料17</p><p>  4.2 實(shí)驗(yàn)過程17</p><p>  4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析17</p><p><b>  4.4 結(jié)論17</b></p><p><b>  結(jié) 論18</b>&l

14、t;/p><p><b>  參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>  致 謝20</b></p><p><b>  1 緒 論</b></p><p>  1.1 論文研究的背景</p><p>  從1993年到2011年,全球紙張的

15、需求量年平均增長率為2.8%,其中涂布紙年均增長7.84%,而輕涂紙年均增長率22.28%,可見涂布紙正朝著輕量化涂層方向發(fā)展 [1],本論文采用噴霧涂布的方法在紙張表面上形成一層涂布。</p><p>  目前,紙張印刷適性的改進(jìn)多以涂布為主。涂布紙最早是由美國新澤西洲的約·華爾德侖公司于1850年開始生產(chǎn)的,當(dāng)時(shí)是用作壁紙。1894年,世界上出現(xiàn)了第一臺生產(chǎn)涂布紙的設(shè)備。低定量涂布紙是20世紀(jì)50年

16、代初,登上市場的。但印刷涂料紙的主體仍然是高定量的銅版紙,最近幾十年,涂布技術(shù)發(fā)展很快,涂布紙的產(chǎn)量也在不斷增加。隨著對紙張的印刷適性的要求的不斷提高,涂布紙?jiān)絹碓绞艿礁叩年P(guān)注,因此對涂布紙的涂布配方的研究也不斷的深入。涂布紙?jiān)谟∷⒎矫娴馁|(zhì)量的好壞主要有兩個(gè)方面的原因:一原紙的質(zhì)量情況,二原紙表面的涂層結(jié)構(gòu)。原紙表面涂層的涂料主要有顏料、膠黏劑和其他助劑組成。紙張經(jīng)過涂層在壓過干燥的過程中會(huì)經(jīng)過液體、凝膠體和固體不同的階段。膠粘劑涂層

17、后的遷移、涂層在干燥過程中收縮、涂料中水分的蒸發(fā)等都會(huì)不同程度的導(dǎo)致涂層在紙張表面的分布不均,最終影響其印刷適性。涂布原紙表面的親水性是有紙張的纖維素和半纖維素決定的,因此隨著膠黏劑向紙張內(nèi)部的遷移會(huì)影響涂料在紙張平面方向和厚度方向分布的均勻度。因此,在提高涂布紙性能方面,更多的是從原紙和涂布配方著手研究。</p><p>  涂布紙的發(fā)展有著很久的歷史。最近幾年來,國內(nèi)、外做了很多工作有關(guān)改善和提高涂料紙。原紙

18、的表面上涂布的涂層,其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)要經(jīng)過原紙內(nèi)部結(jié)構(gòu)的吸水和涂層變干的雙重作用后而逐漸的轉(zhuǎn)化為干燥的涂層。在這個(gè)過程對涂布的紙張的質(zhì)量的形成起到非常重要的作用。國內(nèi)外對干、濕涂層性能及其檢測進(jìn)行了大量的研究,并取得了非常好的結(jié)果。隨著印刷技術(shù)的不斷發(fā)展,印刷裝備水平的不斷提高,對紙張的印刷適性要求越來越高。</p><p>  1.2 論文研究的目的及意義</p><p>  紙張作為信息的

19、載體,其印刷適性在信息的表達(dá)、傳遞過程中是極為重要的。紙張表面的涂布技術(shù)是提高其印刷適性的主要途徑,它通過改善紙張的表面結(jié)構(gòu)來改進(jìn)紙張表面的光學(xué)性能、提高紙張表面平滑度與吸墨性能,進(jìn)而提高紙張的印刷適性。</p><p>  隨著多色印刷要經(jīng)過四次甚至更多次壓印,若紙張掉粉、掉毛嚴(yán)重,將會(huì)出現(xiàn)糊</p><p>  版,影響印刷質(zhì)量,若抗張強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度較低,還會(huì)造成斷紙,影響印刷效率;隨

20、</p><p>  著現(xiàn)代印刷機(jī)械印刷印刷速度的不斷提高,紙張表面油墨的干燥速度也不短的加快,為了避免印刷后紙張的背面出現(xiàn)蹭臟的現(xiàn)象,所以要求紙張對油墨的吸收性要好;由于四色平版印刷中是先上潤版液后上油墨的,而印刷潤版液中含有的水分會(huì)對紙張?jiān)斐勺冃?,如果造成的變形很?yán)重就會(huì)造成印刷中套印不準(zhǔn),使紙張的印刷印跡模糊,因此要求紙張吸收潤版液后的變形不能太大[2]??傊?,印刷中所需要的紙張生產(chǎn)正朝著高白度、高平滑度、

21、高強(qiáng)度的方向發(fā)展,涂布紙?jiān)谟∷⒅械谋壤絹碓街匾?lt;/p><p>  1.3 紙張涂布技術(shù)及涂布技術(shù)分類</p><p>  1.3.1 紙張表面涂布技術(shù)</p><p>  涂布是將一層或多層具有特定功能的材料附著于基材表面上,以改善基材表面性能或保護(hù)基材,賦于基材特殊功能或者直接利用涂層表面特性提高產(chǎn)品的使用價(jià)值[3]。涂布工藝技術(shù)最早用于感光工業(yè)、紙加工工業(yè)

22、和塑料包裝工程等領(lǐng)域 ,目前由于涂布技術(shù)發(fā)展速度快、成本低而被各種新型電子元器件生產(chǎn)流程采用,被涂基材也已從紙張、各類高分子薄膜,擴(kuò)展到鋁箔、銅箔乃至鋼板,比如各種新型電池的電極和電容的電極涂布,但是新型器件對涂布技術(shù)有新的要求,比如鋰離子電池隔膜的納米涂層,要求涂布層厚度為納米級而且膜層厚度均勻性在10nm之內(nèi),現(xiàn)有涂布技術(shù)并不能滿足要求。作為層貼復(fù)合和表面裝飾的關(guān)鍵工藝,涂布技術(shù)得到科技、生產(chǎn)及相關(guān)人員的高度重視,并得到不斷總結(jié)、

23、不斷改進(jìn),成為一種與時(shí)俱進(jìn)、不斷發(fā)展的工藝。</p><p>  隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,以及社會(huì)對涂層產(chǎn)品需求的不斷擴(kuò)大,近十幾年來,涂布技術(shù)得到了很大的發(fā)展。現(xiàn)代涂布技術(shù)研究方向正朝著兩個(gè)極端發(fā)展,電池兩端的極片和無紡布涂布技術(shù)等涂布要求在表面涂層的涂布非常厚;光學(xué)薄膜和磁記錄介質(zhì)薄層等在表面的涂層量要求非常的薄,甚至幾個(gè)納米。納米涂布要求更薄的涂層厚度及更好的涂層均一性,因此,在涂布時(shí)選擇恰當(dāng)?shù)耐坎挤绞健⒓訌?qiáng)涂

24、布層薄膜的在線檢測及調(diào)整涂布的涂布量是非常重要的,是發(fā)展涂布技術(shù)的必要條件。由于刮棒、氣刀涂布只適用于較薄涂層的涂布,但鋰離子電池極片涂布要求漿料濕涂層為100~300um,對于此種高精度厚涂層涂布,一般選用擠壓涂布或輥涂,但是對于需要獲得超薄層、高輸出磁記錄介質(zhì)極片漿料涂布可以采用雙層膜拉伸擠壓涂布。</p><p>  同時(shí),隨著現(xiàn)代高速涂布的要求越來越高,對涂料的性能也提出了更高的要求。涂料的流變性能是一個(gè)

25、決定涂布質(zhì)量的關(guān)鍵因素,因此,涂料的流變性能己經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。涂布液濃度較高時(shí)涂布后的涂層較厚;而低粘度的涂布液可以涂布出較薄的涂層。此外,在刮刀涂布過程中,涂布液受較高剪切速率的作用,要求涂布液符合“高濃低黏”的要求,濃度要求為60%以上,同時(shí)具有剪切變稀的性能,以使在</p><p>  較高剪切速率作用下有較低的粘度。這是由于在使用相同的膠黏劑時(shí),涂布液濃度越大,固含量越大,克服微粒間引力使得摩擦力增

26、大,但是氣刀涂布受氣流能量的限制,則一般選用低固含量、低黏度的涂布液。在涂布工藝中,通過優(yōu)化工藝配方來改變涂料的性質(zhì)可以完成涂層質(zhì)量好的任務(wù),使用納米級粒子。由于粒子具有的納米表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng),可用于涂料制備是的電位、PH值及表面展現(xiàn)的黏度,以實(shí)現(xiàn)制備涂料的高濃低粘,新型納米助劑的添加促進(jìn)了高速涂布機(jī)涂布操作的可運(yùn)行性。此外,在涂布過程中,影響涂布質(zhì)量的因素很多,其中主要是來自機(jī)械設(shè)備、工藝、物料等方面的影響,所以,增強(qiáng)涂布表觀質(zhì)

27、量的在線檢測是非常重要的,如在線測量裝置分別將測得的涂層裝載量的數(shù)據(jù)反饋到所述程序控制裝置,所述程序控制裝置計(jì)算出涂層的實(shí)時(shí)裝載量并與涂層的預(yù)設(shè)裝載量進(jìn)行比較,然后發(fā)布調(diào)節(jié)指令至所述涂布裝置,可以來調(diào)整涂布的漿料輸出量。</p><p>  1.3.2 涂布方式的分類</p><p><b> ?。?)壓輥類涂布</b></p><p>  網(wǎng)

28、線輥涂布:網(wǎng)線輥涂布技術(shù)適用于低濃度、高干燥能力的溶劑型膠粘劑,涂膜光滑,無漏涂。其中,網(wǎng)孔的深淺與目數(shù)決定涂布量,網(wǎng)孔越深,涂布量越大,網(wǎng)孔密度越大,涂布量也越大;該涂布方式常采用金屬網(wǎng)紋輥與陶瓷網(wǎng)紋輥等。網(wǎng)線輥涂布所使用的基材可以是紙張、塑料、金屬等。以網(wǎng)線輥涂布方式在紙張上涂以隔潮材料、防水材料和防油材料,可以制得用于包裝冷飲或短時(shí)間的一次性飲水工具的可迅速降解的包裝材料;將導(dǎo)電涂料用網(wǎng)線輥涂布方式涂于經(jīng)表面處理的集流體上,可制得

29、超級電容器[4]。</p><p>  光輥涂布:光輥涂布是通過輥與輥轉(zhuǎn)移涂布液達(dá)到涂布目的,這種涂布方式通常采用兩輥轉(zhuǎn)移涂布。通常通過調(diào)整其上輥和涂布輥之間的間隙來控制涂布量,成本稍高。因?yàn)檫@樣的涂布方法主要采用精度特別高的光棍進(jìn)行上膠涂布,產(chǎn)生的涂層好,涂布的流量的大小除了通過上膠輥和涂布輥之間的間隙來調(diào)整,還可通過涂布刮刀的微動(dòng)調(diào)節(jié)來靈活控制,涂布精度高,目前在涂布復(fù)合設(shè)備上的應(yīng)用最廣。</p>

30、<p><b>  特殊刮刀涂布</b></p><p>  刮棒(勻膠輥)涂布:用強(qiáng)度硬度較好的圓棒精加工制做成刮棒,刮棒操作簡單,涂布量為4~20g/m2,適用涂料粘度為1000~2000mPa·s。刮棒的誤差要求較小,可用于光輥涂布的預(yù)刮膠,也可用于涂布量較厚的一次性刮膠;當(dāng)涂料黏性大時(shí),也可以直接用刮棒刮在基材上。刮棒涂布中最常用的是計(jì)量棒,計(jì)量棒是在不銹鋼桿

31、上纏繞精密的不銹鋼拉絲,從而形成帶不同形狀的凹槽棒,可對大多數(shù)基材進(jìn)行精確、可重復(fù)的表面涂布。</p><p>  氣刀涂布:氣刀涂布是我國現(xiàn)有涂布設(shè)備中,最普遍、最有效的涂布設(shè)備,是利用加壓噴射出來的空氣來調(diào)節(jié)涂布量和涂布層的平滑度。氣刀涂布在涂布紙的生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用,其工作原理是由涂布輥將過量的涂料涂在原紙表面上,而后在紙幅通過背輥與氣刀之間時(shí),由氣刀噴嘴間所噴射出與紙幅成一定角度的氣流將過量的涂料吹落,

32、就此在原紙表面形成一層組織均勻、厚度一致的涂料層。氣刀涂布不直接與紙面接觸而把多余的涂料從紙上吹下,因此,氣刀涂布適用于機(jī)內(nèi)涂布及紙板涂布。</p><p>  逗號式刮刀涂布:逗號刮刀是一種新的涂布方式之一,所謂“逗號刮刀”是圓的輥?zhàn)佑脵C(jī)床完成刃口,形狀好像逗號。逗號刮刀作為涂布設(shè)備中的關(guān)鍵部件之一,具有其它刮膠設(shè)備所不具有的優(yōu)點(diǎn),此種刮刀的強(qiáng)度、硬度高,機(jī)構(gòu)簡單、造價(jià)低,涂布量易于控制和刮膠精度高,使用極為方

33、便,刮膠均勻,用“逗號刮刀”代替鋼片刮刀能使得到的涂層的表面很平滑。</p><p><b> ?。?)特殊涂布</b></p><p>  擠出涂布:擠出涂布又被稱作擠出復(fù)合、淋膜,擠出涂布是把熔融的熱塑性塑料(樹脂)通過縫型模頭擠出,使之成為連續(xù)的熔融狀的薄膜并壓貼(粘合、復(fù)合)在向前移動(dòng)的基材(如薄膜、紙張、紙板、箔片等)上的一項(xiàng)技術(shù)?,F(xiàn)代快餐方便面包裝已全部采

34、用擠出流延法生產(chǎn),在生產(chǎn)果凍蓋時(shí),使用低溫可熱封易剝離樹脂擠出涂布鋁箔蓋材上,使之易同裝果凍的底托盤熱封。</p><p>  旋轉(zhuǎn)涂布:借助于高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力,將加注于支持體表面的液料進(jìn)行鋪展,進(jìn)而形成所需厚度的涂層,這種涂布方式稱為旋轉(zhuǎn)涂布。旋轉(zhuǎn)涂布常被用于各種聚合物溶液的涂布,其在電子信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用,此種方式形成的涂層厚度可以從幾十納米到幾微米,厚度均勻性可達(dá)百分之一。涂層厚度取決于涂布

35、液的固含量、涂布液溶劑的揮發(fā)速率以及旋轉(zhuǎn)速率等。</p><p>  簾式涂布:涂料從涂料分配器噴嘴中流出連續(xù)性的薄膜,以幕簾狀墜下,通過一段的距離沉積在噴嘴下面紙幅上。簾式涂布的涂布量通過涂料管線上的壓差和網(wǎng)眼大小或涂布器模具的幾何形狀來控制。</p><p>  2 紙張表面噴涂技術(shù)分析</p><p>  2.1 紙張表面噴涂設(shè)備工作原理</p>

36、<p>  噴霧涂布技術(shù)是一種非接觸式的涂布方式,噴霧涂布使利用可控氣體裝備和噴霧工藝,在沒有任何物體接觸的情況下,使涂料形成霧化均勻的涂布擴(kuò)展到基材上的一種涂布方式。噴霧涂布工藝實(shí)質(zhì)是在基材表面進(jìn)行涂覆或進(jìn)行表面施膠,是一種能達(dá)到高效率的涂布技術(shù)。噴霧涂布的工藝原理是由泵排出的具有一定壓力的液體涂料,經(jīng)過噴嘴孔以高壓連續(xù)噴射形成霧化狀態(tài)到涂布基材上[5]。在噴霧涂布中,噴霧涂布中的液滴在被涂到基材表面上的擴(kuò)散起到主要作用。

37、噴霧涂布涂層表面光滑、表現(xiàn)質(zhì)量好、手感較佳;噴霧涂布解決了在刮刀涂布和光棒計(jì)量涂布中出現(xiàn)的條紋現(xiàn)象;除低速下最小涂布量之外,噴霧涂布基本上不受涂布量的限制,涂布量范圍較大。如圖2.1所示紙張表面噴涂設(shè)備原理圖</p><p>  圖2.1 所示紙張表面噴涂設(shè)備原理圖</p><p>  2.2 噴涂設(shè)備紙張涂布研究現(xiàn)狀</p><p>  現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中很多高速涂布

38、工藝趨向于依賴先施涂過量的涂料,然后經(jīng)過刮刀、計(jì)量棒或者氣刀計(jì)量出去多余涂料。然而,塑料壓涂和測量應(yīng)用膠按涂料的標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序(MSP)兩個(gè)明顯的例外。標(biāo)準(zhǔn)的施膠壓榨涂布是同時(shí)進(jìn)行的,且涂層涂裝前..但測量,塑料壓涂和測量應(yīng)用膠按涂料的標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序(MSP)兩個(gè)明顯的例外。標(biāo)準(zhǔn)的施膠壓榨涂布是同時(shí)進(jìn)行的,且涂層涂裝前測量。但是所有這些系統(tǒng)都依靠的是輥?zhàn)优c紙張的直接接觸,均為接觸式涂布。上涂輥運(yùn)行時(shí)靠在背輥上,二者的接觸對紙張表面施加了

39、很大的壓力。這樣會(huì)使得紙張表面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到很大的壓力而產(chǎn)生變形,由于紙張?jiān)诮佑|式涂布裝置中受到的壓縮會(huì)導(dǎo)致紙張表面的均勻度產(chǎn)生缺陷直接導(dǎo)致紙張表面涂層的不均勻性或產(chǎn)生印刷方面的故障,因此“非接觸式”的噴涂設(shè)備具有改善產(chǎn)品均一性的能力。</p><p>  噴霧涂布技術(shù)是使用供料泵將涂料送至噴嘴噴到紙張上的非接觸式涂布,它在1994年就開始第一次試驗(yàn)了,因?yàn)殪F化存在的問題,直到1999年末才才有了比較完善的噴涂機(jī)

40、器,它與傳統(tǒng)的刮刀式的涂布、光棍式涂布有很大不同由于和紙頁沒有直接的機(jī)械接觸即使在涂布量很少的情況下也能產(chǎn)生對紙頁的良好覆蓋[6]。</p><p>  “非接觸式”噴霧涂布裝置,適用于具有一定流動(dòng)性的液體涂料,并且是涂布量較低、涂層很薄紙張,尤其是那些“易起皮”的特殊涂料(如乳膠等)以及濕強(qiáng)度較低的原紙[7-8]。它不管被涂原紙的表面外形如何,均能涂一層薄而勻的涂料噴霧涂布裝置,由于紙張表面的不均一性和有很多不

41、規(guī)則形狀,利用噴霧噴涂裝置上進(jìn)行涂布,可以很好的解決這些問題。</p><p>  涂料霧化后形成的小液滴擴(kuò)散到紙頁上;能使涂料液滴沿著原紙的表面很緊密地隨行,未壓光的紙張表面類似于薄膜涂布的表面。噴霧涂布很好的解釋了“無接觸涂布”的概念,使紙張涂布技術(shù)有了很大的的突破,極大地提高了紙張涂布的效率。噴霧涂布已經(jīng)用于涂布量很少的紙張的涂布(LWC)、中等量紙張涂布(MWC)和生產(chǎn)新聞紙[9]。這種涂布方式的速度能夠

42、達(dá)到2500/min,在基材表面進(jìn)行涂布。噴射的液滴大小主要在20~60um之間,或者和紙張微觀特征處于同樣的數(shù)量級。</p><p>  2.3 紙張表面噴涂設(shè)備設(shè)計(jì)圖</p><p>  在實(shí)際工程中噴涂設(shè)備應(yīng)用在很多的的方面,噴涂設(shè)備的主要應(yīng)用領(lǐng)域:(1)現(xiàn)代的交通運(yùn)輸:高速公路護(hù)欄,橋梁,火車與鐵道設(shè)施,汽車,機(jī)場等設(shè)施;(2)能源工業(yè);水工設(shè)備,水罐,石油精制設(shè)備,與輸變電設(shè)備;

43、(3)大型工業(yè)企業(yè):造紙?jiān)O(shè)備,醫(yī)療設(shè)備,食品化設(shè)備,水泥廠設(shè)備。</p><p>  噴涂設(shè)備的作用:噴涂設(shè)備作為處理霧化設(shè)備一般需根據(jù)不同的涂料專門設(shè)計(jì)制造,其作用是根據(jù)不同的涂裝基材的情況設(shè)計(jì)制造,也是將噴涂過程中的噴涂料限制在一定區(qū)域內(nèi)關(guān)進(jìn)行過濾處理[10-12]。此外,還可提供溫度,濕度,潔凈的光照度來達(dá)到一定要求的施工條件,來改善操作的工作環(huán)境,其保證產(chǎn)品的噴涂質(zhì)量。</p><p&

44、gt;  噴涂設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)很大的地位,自動(dòng)噴涂是工業(yè)的首選,自動(dòng)噴涂在工作上利用它附著力高,均勻緊密無微孔,優(yōu)良的防腐和電絕緣性能的特點(diǎn)。噴涂設(shè)備在我國得到了快速的發(fā)展[13]。根據(jù)我國的消費(fèi)市場,噴涂設(shè)備的使用已遍布各地,而在國外,最有效的方式是用高壓無氣噴涂機(jī)來施工,且國內(nèi)的高壓無氣噴涂由涂料霧化不需要壓縮空氣,且避免產(chǎn)生氣泡和粗紋。</p><p>  紙張表面的涂布工藝是改變和完善材料表面特性的重

45、要加工工藝,而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,涂布工藝更成為許多重要功能性材料研究開發(fā)所不可或缺的重要工藝技術(shù)手段。根據(jù)噴涂設(shè)備在紙張?jiān)旒埛矫娴膽?yīng)用,設(shè)計(jì)了小型紙張表面噴涂設(shè)備。如圖2.2所示噴涂設(shè)備簡圖。</p><p>  圖2.2 噴涂設(shè)備簡圖</p><p>  3 紙張表面噴涂設(shè)備的設(shè)計(jì)</p><p>  3.1 噴涂設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成</p><

46、;p>  噴涂設(shè)備主要有四部分組成,包括涂料供給部分、氣體供給部分、涂料霧化裝置、噴涂基材傳動(dòng)裝置;這四部分組成一套完整的小型噴涂設(shè)備,使噴涂基材能在自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下完成基材表面的噴涂任務(wù);噴涂設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于把這四部分固定在一個(gè)90×50cm的底板上,能很清楚的看清各部分的運(yùn)作情況。該噴涂設(shè)備的控制部件集中安裝在底板的右下角,可以隨時(shí)控制各個(gè)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,也能及時(shí)控制特殊情況的發(fā)生。</p><p&

47、gt;<b>  3.2 供料裝置</b></p><p>  供料裝置主要采用FL-5206隔膜泵。膠泵帶壓力開關(guān),工作壓力過高,會(huì)自動(dòng)停止工作;水泵帶熱保護(hù)裝置,可長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn),不會(huì)損傷電機(jī);可干運(yùn)轉(zhuǎn)不損壞電機(jī)。</p><p>  FL-5206隔膜泵技術(shù)參數(shù)。</p><p>  表3-1 FL-5206隔膜泵技術(shù)參數(shù)</p>

48、;<p>  涂料供給部分主要采用FL-5206隔膜泵,將涂料輸送到霧化噴嘴處,使霧化噴嘴將涂料霧噴涂到基材表面上。涂料供給裝置使用了涂料循環(huán)裝置,在涂料輸送端口采用三通循環(huán),極大可能的節(jié)省了涂料,而且可以控制紙張表面的涂布量。</p><p>  可以通過調(diào)節(jié)開關(guān)控制不同基材的不同的涂布量,對涂布過程實(shí)現(xiàn)可控操作,從而優(yōu)化了紙張表面的涂層厚度及涂層表面的均勻度,更好的提高了紙張表面的涂布質(zhì)量,使印

49、刷適性得到更好的提升。如圖3.1所示涂料供給裝置。</p><p>  圖3.1 涂料供給裝置</p><p>  3.3 氣體供給部分</p><p>  供氣系統(tǒng)的主要作用是為涂料的霧化系統(tǒng)提供一定壓力的氣體。在日常生活中,常用的氣體主要有各種的空氣壓縮機(jī)和氣壓鋼瓶??諝鈮嚎s機(jī)能夠根據(jù)不同的環(huán)境與需求提供各種的氣體,操作簡單方便,高壓氣壓鋼瓶主要是提供需要不同壓

50、力的氣體,但是其容量有限,不適宜長時(shí)間的連續(xù)工作[13-16]。本論文要求噴霧涂布能夠連續(xù)不間斷的長時(shí)間進(jìn)行運(yùn)作,空氣壓縮機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)這一要求,但是高壓氣體鋼瓶不能夠提供這種滿足,因此本論文選用操作簡便易行的空氣壓縮機(jī)作為噴涂系統(tǒng)的供氣源。氣體供給部分采用的是無油空氣壓縮機(jī),給霧化裝置提供所需要的氣體壓力,讓涂料能夠在霧化裝置中以噴霧形式出現(xiàn),是實(shí)現(xiàn)涂料霧化的重要部分。氣體壓力的供給是涂料實(shí)現(xiàn)霧化的重要部分,氣體能使液體的涂料霧化成小水滴

51、,能在噴涂基材上均勻的分散開形成一層均勻的涂層,所以氣體壓力與流量的控制對涂料霧化起到非常重的作用,小型噴涂設(shè)備的設(shè)計(jì)中空氣壓縮機(jī)的選擇是非常關(guān)鍵的。</p><p>  選用的是FB-36/7全無油空氣壓縮機(jī),F(xiàn)B-36/7全無油空氣壓縮機(jī)適合用于:醫(yī)療、高壓氧艙、制藥、食品飲料加工、郵電通訊、石油化工、電子氣動(dòng)儀表、噴漆噴沙、粉狀及顆粒狀氣體輸送、空氣攪拌、膠片感光、建筑工程、材料、國防科研等需要高品質(zhì)無油壓

52、縮空氣的部門使用。</p><p>  FB-36/7全無油空氣壓縮機(jī)優(yōu)勢:(1)綠色環(huán)保;無須添加任何潤滑油,排出的氣體不含油及油蒸氣,不會(huì)污染用戶的終端產(chǎn)品,是一種環(huán)保節(jié)能綠色產(chǎn)品。(2)高效通用;全無油空壓機(jī)作為一般動(dòng)力氣源時(shí),比有油空壓機(jī)使用更方便,維護(hù)費(fèi)用更低。提供高品質(zhì)無油壓縮空氣最簡單、最理想的設(shè)備,它省去了繁瑣有油空壓機(jī)的油過濾處理設(shè)備,節(jié)省了大量設(shè)備開支和維護(hù)費(fèi)用。(3)耗能少,運(yùn)動(dòng)連接采用進(jìn)口

53、優(yōu)質(zhì)軸承,摩擦力低、能耗小、電機(jī)效率高。(4)噪音低;壓縮部分采用高分子樹脂材料與氣缸接觸,無需潤滑油,軟性接觸噪音更低。震動(dòng)小,各連接部位均有減震設(shè)計(jì),運(yùn)行平穩(wěn)。(5)100% 無油;壓縮后的空氣百分之百不含油份,是高標(biāo)準(zhǔn)的氣源。(6)可靠性高;檢修率低故障率低,省去有油機(jī)及螺桿空氣壓縮機(jī)每日檢查添加潤滑油的,無需定期更換潤滑油,定期保養(yǎng)時(shí)間長。(7)操作簡便。FB-36/7全無油空氣壓縮機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下。</p>&l

54、t;p>  表3-2 FB-36/7全無油空氣壓縮機(jī)的技術(shù)參數(shù)</p><p>  圖3.2 FB-36/7全無油空氣壓縮機(jī)</p><p>  3.4 涂料霧化裝置</p><p>  涂料霧化裝置的關(guān)鍵部件就是涂料噴嘴的選擇,涂料霧化裝置采用可調(diào)型壓力式扇形噴嘴,壓力式扇形噴嘴的應(yīng)用范圍:潤濕除銹、空氣加濕、化學(xué)處理、化學(xué)劑噴灑、液體噴涂、煙葉加濕、藥

55、片涂層、煙氣蒸發(fā)冷卻、殺菌消毒、部件冷卻、水果噴蠟、瓷磚上釉。適用行業(yè):電子、化工、環(huán)保、鋼鐵、機(jī)械、涂裝、電鍍、紡織、汽車、造紙、醫(yī)藥、食品等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。壓力式扇形空氣霧化噴嘴特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能使液體和氣體均勻混合,產(chǎn)生微細(xì)液滴尺寸的噴霧或粗液滴噴霧[17-18]。通常,通過增加氣體壓力或降低液體壓力可得到更加微細(xì)(30微米左右)的液滴噴霧,從而導(dǎo)致較高的氣體流率與液體流率比??烧{(diào)型空氣霧化噴嘴能夠調(diào)節(jié)液體流量,在不改變空氣壓力和

56、液體壓力的環(huán)境下,同樣可以產(chǎn)生合乎要求的噴霧,因此具有很強(qiáng)的適應(yīng)性??烧{(diào)型壓力式扇形噴嘴由空氣帽和液體帽組成,能夠提供扇形模式,并有著廣泛的流量范圍。如圖3.3所示壓力式扇形噴嘴。</p><p>  圖3.3 壓力式扇形噴嘴結(jié)構(gòu)圖</p><p>  1、護(hù)圈2、空氣帽3、液體帽4、液體帽密封墊5、噴嘴體6、后密封墊7、流量控制閥</p><p>  如圖3.4所

57、示壓力式扇形噴嘴實(shí)物圖</p><p>  圖3.4 壓力式扇形噴嘴</p><p>  壓力式扇形噴嘴具有可調(diào)節(jié)裝置,在不改變氣體壓力與液體流量的情況下,可以通過可調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)霧化程度,可調(diào)節(jié)裝置方便了我們及時(shí)控制霧化量使產(chǎn)生的涂層更加均勻。因?yàn)闆]有像刮刀涂布或上料輥那樣直接接觸原紙的部件,既減少了摩擦和斷紙,又減少了涂料向原紙內(nèi)部的滲透,相同的涂布量下,提高了對原紙的覆蓋,提高了涂層

58、質(zhì)量。扇形噴嘴距離基材的不同距離會(huì)產(chǎn)生不同的霧化形狀,如圖3.5所示壓力式扇形噴嘴霧化形成圖。</p><p>  圖3.5 壓力式扇形噴嘴霧化形成圖</p><p>  3.5 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)及制作</p><p>  3.5.1 傳動(dòng)裝置支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>  傳動(dòng)裝置是實(shí)現(xiàn)對噴涂基材的傳動(dòng),讓噴涂基材能勻速的在噴涂裝置下經(jīng)過

59、,完</p><p>  成噴涂過程。傳動(dòng)裝置對噴涂基材的傳動(dòng)速度是實(shí)現(xiàn)噴涂均勻的另一重要部分,傳動(dòng)裝置是以傳送帶的形式設(shè)計(jì)的,在兩個(gè)墻板之間形成傳送帶。墻板的設(shè)計(jì)對整體的傳動(dòng)裝置是非常重要的,墻板選擇的是35×38×0.4cm,傳送帶滾軸之間的中心距是31cm。根據(jù)設(shè)計(jì)在墻板上分別打了不同尺寸的圓孔,分別是安裝軸承的直徑為2.5cm的圓孔,軸承圓孔距墻板上端的距離為26cm,給上端的噴涂裝置

60、留出了足夠的噴霧空間;安裝上板支架的直徑為0.6cm的圓孔;安裝固定墻板支架的直徑為0.8cm的圓孔。如圖3.6所示傳動(dòng)裝置支架墻板。</p><p>  圖3.6 傳動(dòng)裝置支架墻板</p><p>  墻板上設(shè)計(jì)有可使卡槽滑動(dòng)的通道方便調(diào)節(jié)滾軸之間的距離,可實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)操作,方便傳送帶的安裝與調(diào)節(jié)??ú凼且粔K110×45×4mm的鐵板,上面開有一個(gè)安裝軸承的直徑為2.5

61、cm的圓孔,一條可以安裝M8螺栓的通道,通道長度為3cm,可方便調(diào)節(jié)卡槽??ú鄣脑O(shè)計(jì)圖如圖3.7所示。</p><p>  圖3.7 可調(diào)節(jié)卡槽</p><p>  傳動(dòng)裝置的上板是支撐霧化噴嘴和支撐氣體、液體導(dǎo)管,上板是尺寸是382×60×4mm。上板兩端分別有60×34×4mm的小支架,起到固定上板的作用;上板的中間位置開有放置霧化噴嘴的直徑2c

62、m的圓孔,使噴嘴能很好的固定在上板上。上板的設(shè)計(jì)圖如圖3.8所示。</p><p>  圖3.8 傳動(dòng)裝置支架的上板</p><p>  傳動(dòng)裝置中的傳送帶是用來輸送噴涂基材的,傳送帶是有兩個(gè)輥筒作為支持體,在兩個(gè)輥筒之間安裝輸送帶,將傳送帶安裝在兩個(gè)墻板之間完成傳動(dòng)裝置,輥筒的直徑是100m,長度是344mm,周長是628.32mm。輥筒兩端軸的尺寸是軸直徑是10mm長度15mcm,輥筒

63、在墻板之間是靠軸承來連接的,軸承可以使輥筒在墻板之間轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>  圖3.9傳送帶輥筒與皮帶</p><p>  傳動(dòng)裝置中需要有齒輪與皮帶的配合整套裝置才能穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn),齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)模數(shù)1.375、齒數(shù)52、壓力角20、面寬10mm采用正齒輪傳動(dòng);小型傳送帶的設(shè)計(jì)前帶輪直徑是40mm,后帶輪直徑是70mm。齒輪與皮帶如圖3.10所示。</p><p> 

64、 圖3.10 齒輪與皮帶</p><p>  3.5.2 控制裝置的設(shè)計(jì)</p><p>  控制裝置是整套噴涂設(shè)備的控制中心,可以控制各個(gè)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,本套設(shè)備是把各個(gè)裝置的控制開關(guān)集中在一個(gè)區(qū)域內(nèi),可以隨時(shí)控制各個(gè)裝置??梢苑奖愕恼{(diào)節(jié)各部件的運(yùn)行情況,也可以及時(shí)關(guān)閉各部件以防止意外事故的發(fā)生。控制裝置包括電機(jī)調(diào)速器控制開關(guān)、涂料供應(yīng)泵的控制開關(guān)、總的設(shè)備的電源??刂蒲b置控制圖如3.1

65、1所示。</p><p>  圖3.11 控制裝置圖</p><p>  3.5.3 傳動(dòng)裝置的制作</p><p>  傳動(dòng)裝置支架的制作需要把所設(shè)計(jì)的零件組裝起來,把墻板與輥筒、卡槽、上板、皮帶固定在一起,組裝成一套完整的支架結(jié)構(gòu),使噴涂基材能在上面均勻運(yùn)轉(zhuǎn)。傳動(dòng)裝置提供動(dòng)力支持的是調(diào)速電機(jī),調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)傳送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)從而使傳動(dòng)裝置運(yùn)作起來,電機(jī)傳動(dòng)過程中需要齒輪

66、、帶輪和皮帶的配合。如圖3.12所示調(diào)速電機(jī)與傳動(dòng)皮帶配合圖。</p><p>  圖3.12 調(diào)速電機(jī)與傳動(dòng)皮帶配合圖</p><p>  紙張表面噴涂設(shè)備的運(yùn)用的是可調(diào)速電機(jī),通過調(diào)速器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制紙張的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,通過調(diào)試電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以讓紙張以不同的速度在噴霧裝置下經(jīng)過,這樣可以得到不同速度下的同種紙張表面的涂層,通過檢測紙張表面涂層均勻度與厚度</p><

67、p>  可以得到適合紙張?jiān)趪娡垦b置下經(jīng)過的速度。如圖3.13所示調(diào)速器與電機(jī)配合簡圖。</p><p>  圖3.13 所示調(diào)速器與電機(jī)配合簡易圖</p><p>  調(diào)速電機(jī)與調(diào)速器的技術(shù)參數(shù)如下。</p><p>  表3-3 調(diào)速電機(jī)的技術(shù)參數(shù)</p><p>  表3-4 調(diào)速器的技術(shù)參數(shù)</p><p>

68、;  調(diào)速電機(jī)與傳動(dòng)裝置裝配圖如下圖所示。</p><p>  圖3.14 調(diào)速電機(jī)與傳動(dòng)裝置裝配圖</p><p>  圖3.15 紙張表面噴涂設(shè)備裝配圖</p><p>  4 紙張表面噴涂實(shí)驗(yàn)</p><p><b>  4.1 實(shí)驗(yàn)材料</b></p><p>  實(shí)驗(yàn)材料:5%PTFE乳

69、液、70g中性復(fù)印紙、2000ml燒杯</p><p>  實(shí)驗(yàn)設(shè)備:自制小型噴涂裝置</p><p><b>  4.2 實(shí)驗(yàn)過程 </b></p><p>  首先用蒸餾水將60%的PTFE乳液稀釋成5%,稀釋的容量為1000ml放置在2000ml的燒杯中;再將需要噴涂的紙張固定在傳動(dòng)裝置中,打開調(diào)速電機(jī)調(diào)試電機(jī)的轉(zhuǎn)速,觀看紙張的運(yùn)行情況,

70、待紙張運(yùn)行平穩(wěn)以后關(guān)閉電機(jī);開始試驗(yàn)打開全無油壓縮機(jī)調(diào)試氣體的壓力,將壓縮機(jī)的壓力調(diào)到4MPa,將氣體穩(wěn)定后,打開供料泵的電源開關(guān),調(diào)節(jié)供料泵的流量開關(guān)控制涂料的流量,當(dāng)涂料到達(dá)噴嘴產(chǎn)生霧化后,啟動(dòng)紙張的傳動(dòng)裝置,讓紙張能在噴嘴下勻速的經(jīng)過,在紙張表面形成霧化。</p><p>  4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析</p><p>  通過實(shí)驗(yàn)可以了解到自制小型噴涂裝置可以將涂料霧化在紙張表面形成一

71、層涂層,但是裝置還存在許多不足的地方:</p><p>  噴嘴產(chǎn)生的霧化涂料不能很均勻的在紙張表面形成涂層,中間部分噴涂的涂料比較多,紙張兩邊的涂料比較少。</p><p>  裝置缺少一個(gè)涂料回收裝置,噴嘴噴出的涂料不能全部到達(dá)紙張上,有一部分可以回收重復(fù)利用。</p><p>  紙張的傳動(dòng)裝置在傳動(dòng)紙張時(shí),紙張?jiān)趥魉蛶蟼魉蜁r(shí)在到達(dá)某一位置時(shí)會(huì)出現(xiàn)紙張凸起的

72、現(xiàn)象。</p><p><b>  4.4 結(jié)論</b></p><p>  通過實(shí)驗(yàn)可以得出噴涂裝置還存在很多缺陷,裝置的各個(gè)部位還需要不斷的調(diào)節(jié)已達(dá)到最優(yōu),在以后的工作實(shí)驗(yàn)中要不斷的解決存在的問題,使裝置能夠達(dá)到各部位的協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>  結(jié) 論</b></p><p>

73、;  涂布紙作為高端印刷紙,要求不僅能適應(yīng)多種不同品牌的印刷機(jī)的印刷要求,并且要求印刷后在紙張上呈現(xiàn)的圖像色彩鮮艷、清晰、逼真、印刷適性強(qiáng)。而且要求高檔印刷紙張價(jià)格不能太高,對印刷品定位要準(zhǔn)確。對于原紙表面印刷適性的改善來說,并不僅僅是簡單的從一方面就可以實(shí)現(xiàn)的。必須從原紙、涂料、涂布方式、現(xiàn)場生產(chǎn)管理四大環(huán)節(jié)進(jìn)行改善,只有從原紙、涂布配方(包括涂料性能的改進(jìn))控制到后序加工等一系列過程都需要進(jìn)行嚴(yán)格要求,只有通過這樣改善才有可能成功獲

74、得高品質(zhì)良好印刷性能的涂布紙。</p><p>  本論文根據(jù)噴涂原理設(shè)計(jì)了一種能在基材表面實(shí)施噴涂的裝置,噴涂裝置有涂料供應(yīng)部分、涂料霧化裝置、氣體供給部分、基材的傳動(dòng)裝置組成。通過各部分的設(shè)計(jì)與制作,最終完成了一套小型的噴涂設(shè)備。噴涂設(shè)備中有許多不足之處需要進(jìn)一步不斷的改進(jìn)。</p><p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p> 

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79、</p><p>  2008:9-14.</p><p>  [13] 余錦利.塑料板材表面技術(shù)的開發(fā)研究[D].蘇州:蘇州大學(xué),2011:32-39.</p><p>  [14] Tatcha Sonjuiand Nantana Jiratumnukul.Poly(lacticacid)organo clay nano Composites</p>

80、<p>  for papercoating applications[J].N.Jiratumnukul.Sci.Technol,2014,36(5):535-540.</p><p>  [15] A. Sova & S. Grigoriev & A. Okunkova & I. Smurov.Potential of cold gas dynamic </p&g

81、t;<p>  spray as additive manufacturing technology[J].Int J Adv Manuf Techno,2013,69:2269 </p><p><b>  -2278.</b></p><p>  [16] Ramin Ghelichi, Mario Guagliano.Coating by the

82、Cold Spray Process: a state of the </p><p>  art[J].R. Ghelichi et alii, Frattura ed Integrità Strutturale,2009,8:30-44.</p><p>  [17] 楊素媛.冷噴涂工藝的進(jìn)展及其應(yīng)用現(xiàn)狀[J].新技術(shù)新工藝,2011,2:52-55.</p>

83、<p>  [18] 蘇賢涌.冷噴涂技術(shù)的研究進(jìn)展[J].表面技術(shù),2007,36(5):71-74.</p><p><b>  致 謝</b></p><p>  歲月如歌,光陰似箭,大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生涯即將畫上完美的句號,回首求學(xué)歷程,對那些引導(dǎo)我、幫助我、激勵(lì)我的人,我心中充滿了感激。</p><p>  首先要感謝我的論文

84、指導(dǎo)老師劉壯老師,老師淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維也值得我學(xué)習(xí)。在紙張表面噴涂設(shè)備的設(shè)計(jì)論文完成中,受到劉壯老師悉心指導(dǎo),在此表示衷心感謝和崇高的敬意。感謝哈爾商業(yè)大學(xué)對我的培養(yǎng),在這里我度過了人生中最關(guān)鍵的四年,學(xué)校的人文環(huán)境和學(xué)術(shù)氛圍對我的成長起著重要的影響。在四年的學(xué)習(xí)中我感謝教導(dǎo)過我、關(guān)心過我的每一位老師,是你們授予我知識,開啟我智慧,使我在四年大學(xué)期間,在專業(yè)上取得很大進(jìn)步,在生活中取得很大成長。還有我的同學(xué)和朋友們,不

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