CN103963305A - 一种电力设备密封件的3d打印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力设备密封件的3D打印方法，包括以下步骤：步骤一：根据所需规格的密封件，设计生成三维CAD或其它三维绘图软件的数字设计模型；步骤二：根据所述三维CAD模型生成n个横截面层；步骤三：根据所生成的多个横截面层逐层沉积原材料，每个横截面层对应形成一个原材料层，每沉积一次形成一个原材料层，对该原材料层进行预处理，然后，依照该原材料层的横截面层对该原材料层进行塑化热处理；步骤四、去除未被热处理的原材料，得到三维模型。本发明采用3D制造的方法来进行电阻式触摸屏的制造，工艺较传统方法大大简化，省去传统工艺曝光、显影、刻蚀等多道复杂工艺，节约生产原料和制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备密封件，尤其涉及一种电力设备密封件的3D打印方法。
背景技术
3D 打印 (3D printing)，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过对粉末状的原材料进行热处理，使部分原材料依照所设计的三维 CAD 模型热熔或软化、粘合、挤压塑化成型，从而构造物体的技术。但是现有技术中，没有对电力设备密封件进行3D打印的技术，根据电力设备密封件大多为具有高绝缘性和耐绝缘油、耐SF6介质腐蚀的硅橡胶材料的特点，因此需在每个原材料层的热处理之前要进行预处理过程，在软化、粘合、挤压、塑化成型后，又需按一定冷却速度进行降温，以防止整个三维模型有可能出现收缩变形或开裂等不利影响，从而影响电力设备密封件的质量和外观。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，结合了3D打印的优势，提供一种电力设备密封件的3D打印方法。
本发明的技术方案在于：
一种电力设备密封件的3D打印方法，包括以下步骤：
步骤一：根据所需规格的密封件，设计生成三维 CAD 或其它三维绘图软件的数字设计模型；
步骤二：根据所述三维 CAD 模型生成 n 个横截面层；
步骤三：根据所生成的多个横截面层逐层沉积原材料，每个横截面层对应形成一个原材料层，每沉积一次形成一个原材料层，对该原材料层进行预处理，然后，依照该原材料层的横截面层对该原材料层进行塑化热处理；
步骤四、去除未被热处理的原材料，得到三维模型。
其中，步骤三中第1个原材料层的预处理过程具体为 ：对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为 150～ 160℃，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，此时原材料细颗粒已开始软化、粘合；然后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低 2 ～ 3℃，第二次预加热温度的时长为8～ 10min；从第 2 个原材料层开始到第 n 个原材料层，其中，第k个原材料层的预处理过程具体为 ：先将已经热处理的k-1个原材料层冷却至110℃，冷却的目的是为了保持其塑性，避免温差太大，在后面的叠加过程中不变形，然后对第 k个原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为 150～ 160℃，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，原材料细颗粒已软化；然后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低2～3℃，第二次预加热温度的时长为8～ 10min，其中k小于等于n。
对原材料层的第一次预加热温度、第一次预加热时长、第二次预加热温度以及第二次预加热时长均相等。
步骤三中，当完成对第n个原材料层的热处理，对所有的已经热处理的 n 个原材料层进行后处理，后处理的具体过程为：先将已经热处理的 n 个原材料层自然冷却至第一冷却温度，并在所述第一冷却温度下保温 10min，所述第一冷却温度比原材料的塑化成型温度点低约100℃，然后将已经热处理的 n 个原材料层冷却至室温，冷却速度约为 10℃ /min。
本发明的优点在于：
本发明得到的电力设备密封件三维模型具有良好的质量，包括具有能承受高电压、高磁场环境下长期使用，还具有能耐受绝缘油、SF6介质的腐蚀和抗老化的性能，本发明能精准按所设计密封件规格进行三维逐层堆积、软化、粘合、挤压、塑化成型，保证了所打印制造出的密封件尺寸精准、外形美观。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例作详细说明如下。
以下将通过具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
本发明提供一种 3D 打印方法，包括以下步骤：步骤一、生成三维 CAD 模型 ； 步骤二、根据所述三维 CAD 模型生成 n 个横截面层；步骤三、根据所生成的多个横截面层逐层沉积原材料，每个横截面层对应形成一个原材料层，每沉积形成一个原材料层，对该原材料层进行预处理，之后，依照该原材料层的横截面层对该原材料层进行热处理，其中，(1) 第 1 个原材料层的预处理过程具体为：对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为150～160℃，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，之后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低 2 ～ 3℃，第二次预加热温度的时长为10min，(2) 从第 2 个原材料层开始到第 n 个原材料层，其中第 k个原材料层的预处理过程具体为 ：先将已经热处理的 k-1 个原材料层冷却至 8～10℃，之后对第k个原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为150～160℃，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，之后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低 2 ～ 3℃，第二次预加热温度的时长为10min ；步骤四、去除未被热处理的原材料，得到三维模型。
对于第 1个原材料层，预处理过程包括第一次预加热和第二次预加热，第一次预加热温度较低，仅为了促进原材料的软化、粘合过程的实现 ；第二次预加热温度为在原材料的塑化成型温度点附近，比塑化成型温度点低 2 ～ 3℃，且时长为10min，目的在于，一方面可以提高完成对该原材料层的热处理的速度，另一方面经过两次递进式的预热，整个原材料层的热塑化成型过程可以稳定且均匀的进行，减小成型后的变形。对于第 k个原材料层 (2 ≤ k≤ n)，预处理包括对前 k-1 个原材料层的冷却、第一次预加热以及第二次预加热。其中，对前 k-1 个原材料层的冷却是出于以下考虑 ：前k-1个原材料层经过热处理后，温度较高，这部分热量会传递给新沉积的第k个原材料层，从而干扰第k个原材料层的成型过程，为了消除这种影响，先对前k-1个原材料层冷却 ；对于第k-1 个原材料层而言，经过第一次冷却，对于第 k-2 个原材料层而言，就是第二次冷却，也就是说，前面的 k-1 个原材料层都经过不同次数的反复冷却，这是也可以起到帮助释放张力 的作用。在对前 k-1 个原材料层的冷却后，紧接着，第k个原材料层依次进行第一次预加热 和第二次预加热。本发明中，所有的原材料层的第一次预加热温度、第一次预加热时长、第二次预加热温度以及第二次预加热时长均相等。这是为了尽量保证所有的原材料层的成型过程一致，保证各原材料层的性质均匀。
在一个实施例中，所述步骤三中，(1) 第 1 个原材料层的预处理过程具体为：对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为160℃，第二次预加热温度的时长为10min，(2)从第 2 个原材料层开始到第 n 个原材料层，其中第k个原材料层的预处理过程具体为 ：先将已经热处理的 k-1 个原材料层冷却至 110℃，之后对第k个原材料层进行第一 次预加热，第一次预加热温度为160℃，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，第二次 预加热温度比原材料的塑化成型温度点低2 ～ 3℃，第二次预加热温度的时长为10min。在一个较优的实施例中，在完成对最后一个原材料层的热处理后，还对所有的原材料层进行后处理。即所述步骤三中，当完成对第 n个原材料层的热处理，对所有的已经热处理的 n 个原材料层进行后处理，后处理的具体过程为：先将已经热处理的n 个原材料层冷却至第一冷却温度，并在所述第一冷却温度下保温 20 ～ 30min，所述第一冷却温度比原材料的塑化成型温度点低10 ～ 12℃，之后将已经热处理的 n 个原材料层冷却至室温，冷却速度为10℃ /min。上述过程中，先在第一冷却温度的状态下保温 20 ～ 30min，第一冷却温度仅比原材料的热塑化温度点低 10 ～ 12℃，使已经热处理的 n 个原材料层进一步释放张力 ；然后以稳定且缓慢的速度降温至室温，在缓慢降温过程，仍然有部分原材料层的部分位置持续调整，最终使获得三维模型的结构稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种电力设备密封件的3D打印方法，包括以下步骤：
步骤一：根据所需规格的密封件，设计生成三维 CAD 或其它三维绘图软件的数字设计模型；
步骤二：根据所述三维 CAD 模型生成 n 个横截面层；
步骤三：根据所生成的多个横截面层逐层沉积原材料，每个横截面层对应形成一个原材料层，每沉积一次形成一个原材料层，对该原材料层进行预处理，然后，依照该原材料层的横截面层对该原材料层进行塑化热处理；
步骤四、去除未被热处理的原材料，得到三维模型。
2.根据权利要求1所述一种电力设备密封件的3D打印方法，其特征在于，步骤三中第1个原材料层的预处理过程具体为 ：对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为 150～ 160℃，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，此时原材料细颗粒已开始软化、粘合；然后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低 2 ～ 3℃，第二次预加热温度的时长为8～ 10min；从第 2 个原材料层开始到第 n 个原材料层，其中，第k个原材料层的预处理过程具体为 ：先将已经热处理的k-1个原材料层冷却至110℃，冷却的目的是为了保持其塑性，避免温差太大，在后面的叠加过程中不变形，然后对第 k个原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为 150～ 160℃，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，原材料细颗粒已软化并粘合；然后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低2～3℃，第二次预加热温度的时长为8～ 10min，其中k小于等于n。
3.根据权利要求1所述一种电力设备密封件的3D打印方法，其特征在于，对原材料层的第一次预加热温度、第一次预加热时长、第二次预加热温度以及第二次预加热时长均相等。
4.根据权利要求2所述一种电力设备密封件的3D打印方法，其特征在于，步骤三中，当完成对第n个原材料层的热处理，对所有的已经热处理的 n 个原材料层进行后处理，后处理的具体过程为：先将已经热处理的 n 个原材料层自然冷却至第一冷却温度，并在所述第一冷却温度下保温 10min，所述第一冷却温度比原材料的塑化成型温度点低约100℃，然后将已经热处理的 n 个原材料层冷却至室温，冷却速度约为 10℃ /min。
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| CN201410241396.9A CN103963305A (zh) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | 一种电力设备密封件的3d打印方法 |
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Citations (1)
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| CN103568324A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-02-12 | 北京凡元兴科技有限公司 | 一种3d打印方法 |
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2014
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Patent Citations (1)
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