CN111923400A - 一种切割索3d打印工艺及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种切割索3D打印工艺及其装置，其切割索3D打印装置包括打印模块，以熔化后的塑料为原料打印出内管，同时向内管内腔中填充脂状炸药；导向机构，通过不断下移的方式使得打印的内管在轴向上不断延长以获得较长的内管，同时保证内管与打印模块的打印端面不动，以保证打印精度。收卷机构，用于将打印后的内管进行收卷，从而可以实现较长内管的加工。本发明采用3D打印内管、同时往内管中加注脂状炸药，然后单独制造外管，最后将内管装入外管内，并对外管进行拉伸，使得外管卡紧内管即可。其效率远远高于传统切割索的加工效率，而且获得的切割索横截面比较标准，因此切割索性能也更加良好，是切割索制造技术的革命性突破。
Description
技术领域
本发明涉及聚能切割索的加工技术，特别是涉及一种切割索3D打印工艺及其装置。
背景技术
聚能切割索是一种利用聚能效应(通常称为“门罗效应”)，即炸药爆炸后，起爆炸产物在高温高压来切割金属材料，爆破碎片基本是沿炸药表面的法线方向向外飞散的。带凹槽的装药在引爆后，在凹槽（聚能角）轴线上会出现一股汇聚的、速度和压强都和高的爆炸产物流，在一定的范围内使炸药爆炸释放出来的化学能集中起来。
在申请人的在先的中国发明专利申请中（申请号为2020104732555），已经详细解释了聚能角以及整个切割索横截面形状对于最终切割效果的影响。目前美国NASA也无法将切割索的横截面做到标准形状，因此其加工难度非常大。国内现有的加工方式为先将炸药装入圆管内，然后经过60次以上的拉伸、辊压，逐渐加工成“V”形，其工艺繁复、而且成品率低，效率更是极低。但是发明人在对切割索进行研究时发现，切割索由圆形加工成“V”形其实是很常见的异型管加工技术。但是由于预先在圆管内塞满了炸药，因此导致无法采用现有的异型管加工方式，也就是目前几十年来切割索加工技术一直停滞不前的原因之一。而且目前国内的切割索加工水平还不及美国NASA所达到的水平。
而随着3D打印技术的日益成熟，异性管（如空调铜管）加工技术的突飞猛进；而且3D打印的产品形状可以控制到十分精确，单独加工空心圆管至标准“V”形管完全可以通过现有技术达到。因此发明人提出了一种切割索3D打印工艺及其装置，其采用将炸药调制成脂装，然后利用3D打印技术打印出内管，并随之在内管中填充炸药，最后将内管装入预先加工好的标准“V”形管，再经过几次拉伸即可获得标准的切割索。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种切割索3D打印工艺及其装置，其打印模块能够打印内管，同时向内管中填充脂状炸药。其导向机构能够实现内管的下移，且保证内管顶端面不动。其收卷机构能够实现内管收卷。
为实现上述目的，本发明提供了一种切割索3D打印工艺，包括如下步骤：
S1、将炸药调成脂状；
S2、采用3D打印技术，打印内管，同时在内管内填充脂状炸药；
S3、同时通过现有的异型管加工技术加工出金属的外管；
S4、将加工完成的内管装入外管内部，然后对外管进行拉伸，使得外管的横截面变小以夹紧内管，完成切割索的制造。
一种切割索3D打印装置，其用于打印内管，包括：打印模块，以熔化后的塑料为原料打印出内管，同时向内管内腔中填充脂状炸药；
所述打印模块包括印内架，所述打印内架上分别设置有内架顶板、内架底板、内架侧板、补偿滑动架，所述内架侧板两端分别与内架顶板、内架底板装配；所述内架顶板分别与补偿轴、中转轴、引导输出轴可圆周转动装配，所述补偿轴套装有引导带轮，所述中转轴、引导输出轴上分别套装有其它引导带轮，引导皮带每个引导带轮从而构成带传动机构；所述引导输出轴一端穿过内架顶板后装入引导电机内；所述引导皮带上安装有引导安装块，引导安装块通过引导连接轴与引导动力块可圆周转动、不可轴向移动装配；所述引导动力块与引导动力轴一端可圆周转动、不可轴向移动装配，所述引导动力轴另一端穿过引导槽后与喷嘴安装板装配固定，所述喷嘴安装板上分别安装有炸药喷嘴、打印喷嘴；所述炸药喷嘴、打印喷嘴分别与炸药通道、打印引流管一端连通。
优选地，打印模块还包括打印底板、打印顶板，所述打印底板、打印顶板之间通过至少四根打印升降螺杆连接，且打印升降螺杆分别与打印底板、打印顶板可圆周转动、不可轴向移动装配，四根打印升降螺杆顶部分别穿出打印顶板，且在打印顶板长度方向上的两根打印升降螺杆通过第一打印皮带连接并构成带传动机构，位于打印顶板宽度方向上的两根打印升降螺杆通过第二打印皮带连接并构成带传动机构，其中一根打印升降螺杆通过第三打印皮带与打印升降电机的打印升降输出轴连接并构成带传动机构。
优选地，四根打印螺杆分别穿过打印顶架且与之通过螺纹旋合装配，四根打印螺杆圆周转动时能够驱动打印顶架沿着其轴向移动；所述打印顶架顶部分别安装有加药泵、双螺杆挤出机，所述加药泵用于将脂状的炸药抽送至加药管，双螺杆挤出机用于将塑料颗粒熔化成液态或粘稠状后加压输送至进料管；所述打印顶架分别与两根第一打印调节螺杆可圆周转动、不可轴向移动装配，两根第一打印调节螺杆一端穿出打印顶架后分别与不同的第一打印带轮装配，两个第一打印带轮之间通过第一打印调节皮带连接并构成带传动机构；其中一根第一打印调节螺杆另一端穿出打印顶架后与第一打印调节电机的输出轴通过连接。
优选地，两根第一打印调节螺杆分别穿过打印中架上的中架块且与之通过螺纹旋合装配，所述第一打印调节螺杆圆周转动时能够驱动打印中架沿着其轴向移动；所述打印中架分别与两根第二打印调节螺杆可圆周转动、不可轴向移动装配，两根第二打印调节螺杆分别穿过打印内架上的内架块且与之通过螺纹旋合装配；两根第二打印调节螺杆一端穿出打印中架后分别与不同的第二打印带轮装配，两个第二打印带轮之间通过第二打印调节皮带连接并构成带传动机构；其中一根第二打印调节螺杆另一端穿出打印中架后与第二打印调节电机的输出轴连接固定。
优选地，所述补偿滑动架安装在内架顶板上且其内部中空，所述补偿滑动架内安装有补偿块，补偿块一端与补偿轴可圆周转动装配、另一端与补偿滑块装配固定，所述补偿滑块套装、可轴向滑动地安装在补偿滑轴上，补偿滑轴两端分别与补偿滑动架装配固定且补偿滑轴位于补偿滑块两端、与补偿滑动架的内壁之间的部分上分别套装有补偿压簧，两个补偿压簧分别用于对补偿滑块的移动提供弹性阻尼。
优选地，所述打印引流管另一端与第二环槽连通且打印引流管此端安装在第二引流环上，所述第二引流环可圆周转动、不可轴向移动、密封地套装在送料轴底部，所述炸药喷嘴上安装有密封接头、密封接头安装在第二引流环上；
所述送料轴上分别设置有炸药通道、第一环槽、第二环槽、打印通道，打印通道两端分别与第一环槽、第二环槽连通，所述第一环槽外部套装有第一引流环，第一引流环与进料管连通；所述第一环槽与送料轴可圆周转动、密封装配；所述炸药通道另一端与加药管连通。
优选地，所述送料轴分别与内架顶板、引导块装配，所述内架底板上安装有异形齿环，所述引导槽由内架底板和引导块之间的间隙构成，所述异形齿环内侧为异性内壁，异形内壁上设置有卡齿，所述卡齿可与引导齿轮啮合传动，引导齿轮套装固定在引导动力轴上；所述引导动力轴上还套装有滚筒，滚筒与引导槽卡合、可滑动装配，且滚筒与引导动力轴可圆周转动、不可轴向移动装配。
优选地，还包括导向机构，所述导向机构包括导向夹组件、保持夹组件、升降板、导向竖板，导向竖板上下两端分别与打印底板、底座板装配固定，且导向竖板上设置有升降滑槽，升降滑槽与升降滑块卡合、可滑动装配，所述升降滑块安装在升降板上，所述升降板可装入打印通槽内且其顶面与打印底板的顶面平齐；
所述导向夹组件、保持夹组件分别用于和内管的外壁卡合，从而使得内管的顶部保持平稳以保证3D打印的精度；
所述导向夹组件包括两个导向夹，两个导向夹分别与一根导向连杆一端装配固定，所述导向连杆另一端分别与一根导向齿条一端装配固定，两根导向齿条分别与导向齿轮两侧啮合并构成齿轮齿条传动机构，所述导向齿轮套装在导向夹电机的导向夹输出轴上，所述导向夹电机安装在第二导向夹板上，所述第二导向夹板一端与导向侧移板装配固定、另一端上安装有两块导轨安装板，两块导轨安装板分别与导向夹导轨两端装配，所述导向夹导轨与导向连杆槽卡合、可滑动装配，所述导向连杆槽设置在导向连杆上；
所述导向侧移板套装在导向侧移杆上且与之可轴向滑动装配，所述导向侧移杆两端分别与第一导向轴板、第二导向轴板装配，所述第一导向轴板通过导向连板与第二导向轴板装配，所述导向侧移板与导向侧移伸缩轴一端装配固定，所述导向侧移伸缩轴另一端穿过第二导向轴板后装入导向侧移气缸内。
优选地，所述保持夹组件安装在打印底板下方，包括两个保持架，保持架上设置有保持底板，保持架与保持导向轴、保持伸缩轴可轴向滑动装配，所述保持导向轴靠近内管一端与保持块装配固定、另一端穿过保持架后装入保持导向筒内且与之可轴向滑动装配，所述保持导向筒安装在保持架上；所述保持伸缩轴远离内管一端穿过保持架后装入保持气缸内；两块保持块分别与内管的外壁贴合，从而为内管的移动提供导向、限位；所述保持架安装在打印底板上。
本发明的有益效果是：
1、本发明提出的工艺颠覆了传统加工方式，采用3D打印技术边打印内管、边向内管中填充脂状炸药，从而可以使得内管横截面趋于设计标准，而且也解决了目前采用风机炸药、装药时带来的不便。同时利用现有异型管加工技术加工出标准的外管，再将内管装入外管内，最后对外管进行拉伸，使得外管横截面变小以夹紧内管，从而获得趋于标准的切割索形状。这种方式只需要几次拉伸，而且效率极高，最终成品十分标准，是切割索加工技术的革命性突破。
2、本发明的打印模块通过异形齿环能够实现打印喷嘴沿着预设路径运行，从而确保内管横截面为标准状态。另外在打印内管的同时还填充脂状炸药，从而实现炸药的快速填装。
3、本发明的导向机构能够将打印的内管逐渐向下引导，从而实现内管的连续打印且保证内管不会发生歪斜，也就能够大大提高成品率。
4、本发明的收卷机构能够实现内管的收卷，从而可以适应于较长长度的内管打印。
附图说明
图1-图3是本发明的结构示意图。
图4-图13是本发明的打印模块结构示意图。其中图9为送料轴轴线所在中心面处剖视图；图10为补偿轴轴线所在中心面处剖视图。
图14-图19是导向机构结构示意图。其中图19为升降螺轴轴线所在中心面处剖视图。
图20-图24是收卷机构的结构示意图。其中图24是拉压轴轴线所在中心面处剖视图。
图25-图27是拉压轴、拉压齿条、磁铁盒处结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
目前切割索的现有技术，可以参考现有文献：
1、铝管状态对切割索性能的影响研究；作者：周 庆，李 艺，曹维国（中国工程物理研究院化工材料研究所）；文章编号：1003-1480（2018）02-0032-03。
2、聚能切割索切割能力仿真及试验研究；作者：刘 宁，渠弘毅，戈庆明，王寅虎，洪阳（北京航天长征飞行器研究所）；文章编号：1004-7182(2020)01-0038-05。
3、铜切割索切割性能差异性分析；作者：杨红伟，王友，彭文彬（四川航天川南火工技术有限公司）；文章编号：文章编号：１６７１ － ０５７６ （ ２０１９ ） ０１ － ００５３ － ０４。
实施例一
本实施例的切割索3D打印工艺，包括如下步骤：
S1、将炸药调成脂状。一般采用丙酮、二亚甲砜和一些混合溶剂结合黑索金调制而成。本实施例可以采用将黑索金进行石蜡钝化，然后用丙酮将黑索金溶解并调制成粘稠的脂状，同时可以加入一些动感药剂以调节其起爆温度。一般通过石蜡钝化后的黑索金引爆时需要1700A的电流短路，以引爆敏感药剂，再通过敏感药剂传爆以提高温度最后才能引爆黑索金，因此经过石蜡钝化后黑索金的引爆温度至少几千摄氏度（黑索金引爆后温度至少上万摄氏度），而3D打印时温度控制在200℃左右，此时无法引爆炸药，因此非常安全。
S2、采用3D打印技术，以塑料为原料打印内管100，同时在内管100内填充脂状炸药；
S3、同时通过现有的异型管加工技术加工出金属的外管，一般是铜管。外管的的横截面加工成趋于标准横截面的切割索，但是外管内部能够顺利装入内管；
S4、将加工完成的内管装入外管内部，然后对外管进行拉伸，使得外管的横截面变小以夹紧内管，从而完成切割索的制造。此时切割索的横截面非常趋近于标准横截面，因此切割索的性能能够趋近于最大，甚至接近理论性能。
实施例二
参见图1-图27，本实施例为实现实施例一中打印内管的装置，包括：
打印模块A，以熔化后的塑料为原料打印出内管100，同时向内管内腔中填充脂状炸药200；
导向机构，通过不断下移的方式使得打印的内管在轴向上不断延长以获得较长的内管，同时保证内管与打印模块的打印端面不动，以保证打印精度。
收卷机构B，用于将打印后的内管100进行收卷，从而可以实现较长内管的加工。
参见图1-图13，所述打印模块A包括打印底板A110、打印顶板A120，所述打印底板A110、打印顶板A120之间通过至少四根打印升降螺杆A210连接，且打印升降螺杆A210分别与打印底板A110、打印顶板A120可圆周转动、不可轴向移动装配，四根打印升降螺杆A210顶部分别穿出打印顶板A120，且在打印顶板长度方向上的两根打印升降螺杆A210通过第一打印皮带A310连接并构成带传动机构，位于打印顶板宽度方向上的两根打印升降螺杆A210通过第二打印皮带A320连接并构成带传动机构，其中一根打印升降螺杆A210通过第三打印皮带A330与打印升降电机A410的打印升降输出轴A411连接并构成带传动机构。所述打印升降电机A410启动后能够驱动四根打印升降螺杆A210同步转动。
四根打印螺杆A210分别穿过打印顶架A130且与之通过螺纹旋合装配，四根打印螺杆A210圆周转动时能够驱动打印顶架A130沿着其轴向移动。所述打印顶架A130顶部分别安装有加药泵A510、双螺杆挤出机A520，所述加药泵A510用于将脂状的炸药抽送至加药管A540，双螺杆挤出机A520用于将塑料颗粒熔化成液态或粘稠状后加压输送至进料管A530。所述打印顶架A130分别与两根第一打印调节螺杆A220可圆周转动、不可轴向移动装配，两根第一打印调节螺杆A220一端穿出打印顶架A130后分别与不同的第一打印带轮A341装配，两个第一打印带轮A341之间通过第一打印调节皮带A340连接并构成带传动机构；其中一根第一打印调节螺杆A220另一端穿出打印顶架A130后与第一打印调节电机A420的输出轴通过联轴器连接，所述第一打印调节电机A420启动后能够驱动第一打印调节螺杆A220圆周转动。
两根第一打印调节螺杆A220分别穿过打印中架A140上的中架块A141且与之通过螺纹旋合装配，所述第一打印调节螺杆A220圆周转动时能够驱动打印中架A140沿着其轴向移动。所述打印中架A140分别与两根第二打印调节螺杆A230可圆周转动、不可轴向移动装配，两根第二打印调节螺杆A230分别穿过打印内架A150上的内架块A151且与之通过螺纹旋合装配；两根第二打印调节螺杆A230一端穿出打印中架A140后分别与不同的第二打印带轮A351装配，两个第二打印带轮A351之间通过第二打印调节皮带A350连接并构成带传动机构；其中一根第二打印调节螺杆A230另一端穿出打印中架A140后与第二打印调节电机A430的输出轴通过联轴器连接固定，第二打印调节电机A430启动后能够驱动第二打印调节螺杆A230圆周转动，从而驱动打印内架A150沿着第二打印调节螺杆A230的轴向移动。
所述打印内架A150上还分别设置有内架顶板A154、内架底板A153、内架侧板A155、补偿滑动架A152，所述内架侧板A155两端分别与内架顶板A154、内架底板A153装配，所述补偿滑动架A152安装在内架顶板A154上且其内部中空，所述补偿滑动架A152内安装有补偿块A710，补偿块A710一端与补偿轴A241可圆周转动装配、另一端与补偿滑块A711装配固定，所述补偿滑块A711套装、可轴向滑动地安装在补偿滑轴A270上，补偿滑轴A270两端分别与补偿滑动架A152装配固定且补偿滑轴A270位于补偿滑块A711两端、与补偿滑动架A152的内壁之间的部分上分别套装有补偿压簧A720，两个补偿压簧A720分别用于对补偿滑块A711的移动提供弹性阻尼。
所述补偿轴A241套装有引导带轮A381，所述内架顶板A154还分别与多根中转轴A240、引导输出轴A481装配，所述中转轴A240、引导输出轴A481上分别套装有其它引导带轮A381，引导皮带A380每个引导带轮A381从而构成带传动机构。所述引导输出轴A481一端穿过内架顶板A154后装入引导电机A480内，引导电机A480启动后能够驱动引导输出轴A481圆周转动，从而驱动引导皮带A380运行。所述引导皮带A380上安装有引导安装块A382，引导安装块A382通过引导连接轴A770与引导动力块A760可圆周转动、不可轴向移动装配；所述引导动力块A760与引导动力轴A250一端可圆周转动、不可轴向移动装配，所述引导动力轴A250另一端穿过引导槽A741后与喷嘴安装板A750装配固定，所述喷嘴安装板A750上分别安装有炸药喷嘴A762、打印喷嘴A761；所述炸药喷嘴A762、打印喷嘴A761分别与炸药通道A562、打印引流管A580一端连通，所述打印引流管A580另一端与第二环槽A564连通且打印引流管A580此端安装在第二引流环A570上，所述第二引流环A570可圆周转动、不可轴向移动、密封地套装在送料轴A560底部，所述炸药喷嘴A762上安装有密封接头A590、密封接头A590安装在第二引流环A570上。
所述送料轴A560上分别设置有炸药通道A562、第一环槽A561、第二环槽A564、打印通道A563，打印通道A563两端分别与第一环槽A561、第二环槽A564连通，所述第一环槽A561外部套装有第一引流环A550，第一引流环A550与进料管A530连通，从而能够将熔化后的原料引入第一环槽A561内，最终引入打印喷嘴A761内以进行打印。所述第一环槽A561与送料轴A560可圆周转动、密封装配。所述炸药通道A562另一端与加药管A540连通，从而能够将脂状炸药引入炸药喷嘴A762内以向内管内腔101填充炸药。
所述送料轴A560分别与内架顶板A154、引导块A740装配，所述内架底板A153上安装有异形齿环A730，所述引导槽A741由内架底板A153和引导块A740之间的间隙构成，所述异形齿环A730内侧为异性内壁A731，异形内壁A731上设置有卡齿A732，所述卡齿A732可与引导齿轮A370啮合传动，引导齿轮A370套装固定在引导动力轴A250上。所述引导动力轴A250上还套装有滚筒A260，滚筒A260与引导槽A741卡合、可滑动装配，且滚筒A260与引导动力轴A250可圆周转动、不可轴向移动装配。
本实施例中，内管100的横截面为“V”形，而引导皮带A380、异性内壁A731、引导槽A741为沿着内管100的截面轮廓向外偏移的形状，因此在引导皮带A380运行时能够携带引导动力块A760沿着引导槽A741运行，从而使得引导槽A741获得与内管100的横截面同心、向外偏移的轮廓。而引导齿轮A370与卡齿A732啮合，则能够驱动引导动力轴A250与异性内壁A731产生转动，从而使得喷嘴安装板A750随着引导槽A741的走向而转动，以保证打印喷嘴A761始终沿着沿着内管100的截面轮廓移动，从而保证打印精度。而炸药喷嘴A762始终与内管内腔101正对，从而不断地向内管内腔中填充脂状炸药。优选地，所述内管100的截面轮廓有部分为直线，而异性内壁A731与这部分对应处上不设置卡齿A732，从而避免打印喷嘴偏移过大。
参见图1-图21，所述导向机构包括导向夹组件、保持夹组件、升降板A810、导向竖板A820，导向竖板A820上下两端分别与打印底板A110、底座板B110装配固定，且导向竖板A820上设置有升降滑槽A821，升降滑槽A821与升降滑块A811卡合、可滑动装配，所述升降滑块A811安装在升降板A810上，所述升降板A810可装入打印通槽A111内且其顶面与打印底板A110的顶面平齐；
所述导向夹组件、保持夹组件分别用于和内管100的外壁卡合，从而使得内管100的顶部保持平稳以保证3D打印的精度。所述导向夹组件包括两个导向夹A830，两个导向夹A830分别与一根导向连杆A831一端装配固定，所述导向连杆A831另一端分别与一根导向齿条A840一端装配固定，两根导向齿条A840分别与导向齿轮A390两侧啮合并构成齿轮齿条传动机构，所述导向齿轮A390套装在导向夹电机A450的导向夹输出轴A451上，所述导向夹电机A450安装在第二导向夹板A170上，所述第二导向夹板A170一端与导向侧移板A180装配固定、另一端上安装有两块导轨安装板A171，两块导轨安装板A171分别与导向夹导轨A190两端装配，所述导向夹导轨A190与导向连杆槽A8311卡合、可滑动装配，所述导向连杆槽A8311设置在导向连杆A831上；
所述导向侧移板A180套装在导向侧移杆A280上且与之可轴向滑动装配，所述导向侧移杆A280两端分别与第一导向轴板A162、第二导向轴板A160装配，所述第一导向轴板A162通过导向连板A161与第二导向轴板A160装配，所述导向侧移板A180与导向侧移伸缩轴A441一端装配固定，所述导向侧移伸缩轴A441另一端穿过第二导向轴板A160后装入导向侧移气缸A440内，导向侧移气缸A440启动后能够驱动导向侧移伸缩轴A441在其轴向上移动。使用时，可以通过导向侧移气缸A440驱动两个导向夹A830向内管移动或远离内管移动，初始状态时，两个导向夹A830远离内管100。在内管100需要下移时，首先导向侧移气缸A440驱动导向夹A830沿着导向侧移伸缩轴A441轴向向内管移动，直到两块导向夹A830分别为位于内管100两侧，然后启动导向夹电机A450，使得两块导向夹A830相互靠近移动至贴紧，从而通过两块导向夹A830卡夹内管100。本实施例中，两块导向夹A830的内壁与内管100贴合即可，不需要压紧。
所述保持夹组件安装在打印底板A110下方，包括两个保持架A910，保持架A910上设置有保持底板A911，保持架A910与保持导向轴A930、保持伸缩轴A491可轴向滑动装配，所述保持导向轴A930靠近内管100一端与保持块A940装配固定、另一端穿过保持架A910后装入保持导向筒A920内且与之可轴向滑动装配，所述保持导向筒A920安装在保持架A910上；所述保持伸缩轴A491远离内管100一端穿过保持架A910后装入保持气缸A490内，保持气缸A490启动后能够驱动保持块A940沿着保持伸缩轴A491轴向移动。两块保持块A940分别与内管100的外壁贴合，从而为内管的移动提供导向、限位。所述保持架A910安装在打印底板A110上。
所述升降板A810与升降螺轴A960顶部装配，所述升降螺轴A960内部为中空的负压通道A961，负压通道A960底部通过负压气管A630与气阀A460串联后接入真空罐内，气阀A460用于控制负压气管A630的通断。所述真空罐内为真空或趋近真空状态。所述升降螺轴A960安装在升降螺筒A950内且与之通过螺纹旋合装配，所述升降螺筒A950分别与上导向支板A620、第一下导向支板A611、第二下导向支板A612可圆周转动、不可轴向移动装配，所述上导向支板A620、第一下导向支板A611、第二下导向支板A612分别安装在导向竖板A820上，所述升降螺筒A950位于第一下导向支板A611、第二下导向支板A612之间的部分上套装固定有第三升降齿轮A363，第三升降齿轮A363与第二升降齿轮A362啮合传动，第二升降齿轮A362与第一升降齿轮A361啮合传动，所述第二升降齿轮A362、第一升降齿轮A361分别套装在齿轮中间轴A970、内管升降输出轴A471上，所述齿轮中间轴A970、内管升降输出轴A471分别与第一下导向支板A611可圆周转动装配，且内管升降输出轴A471装入内管升降电机A470内，升降电机A470启动后能够驱动内管升降输出轴A471圆周转动，从而驱动升降螺筒A950圆周转动，也就能够驱动升降螺轴A960沿着其轴向移动，从而带动升降板A810沿着升降螺轴A960轴向移动，以实现升降螺轴A960的升降。
所述负压通道A961与负压孔A812一端连通，负压孔A812另一端贯穿升降板A810且位于内管100的端部下方。所述内管100两端封闭、内部为中空的内管内腔101，内管内腔101内填充有脂状炸药200。
初始状态时，升降板A810与打印底板平齐，气阀处于关闭状态，两块导向夹A830、保持块A940均相互远离，从而使得两块导向夹A830不在内管100所处的升降板A810位置上。而两块保持块A940之间可以使升降板A810通过。
打印时，过程如下：
1、内架底板A153下移至最大位移点，使得打印喷嘴最靠近升降板A810；然后启动双螺杆挤出机A520，从而将熔化的原料输入打印喷嘴A761处，打印喷嘴A761首先打印出内管100的内管端面110；再此过程中可以分别控制第一打印调节电机A420、第二打印调节电机A430启动，从而完成内管端面的打印；
2、在此内管端面110上打印内管100，而且内架底板A153逐渐上移，直到达到预设高度，一般此高度为打印喷嘴A761底面与升降板A810的垂直间距在3-4㎝左右；然后启动加药泵A510，从而将脂状炸药200输入内管内腔101内完成装药。
3、导向夹电机A450启动、从而驱动两块导向夹A830相互靠近直到两块导向夹A830将内管100卡合在其内部；气阀A460打开，从而使得负压孔A812处产生负压，负压吸紧内管端面110；内管升降电机A470启动，从而驱动升降板A810逐渐下移，也就带动内管同步下移，打印喷头不断打印内管，而内管同步于下移使得内管顶部的端面始终与打印喷头保持在稳定的间距内。
4、内管100穿过两块保持块A940后，两个保持气缸A490启动，从而驱动两块保持块A940相互靠近移动，直到两块保持块A940与内管100的外壁贴合。然后随着升降板的下移，内管不断下移，但是内管100顶部分别通过两块导向夹A830、两块保持块A940贴合定位，从而能够保证在打印过程中，内管100顶部的端面不产生偏移、倾斜，以保证加工精度。在内管打印的同时，不断根据内管的打印速度定量输入脂状炸药，从而边打印、边装药，可以有效地提高生产效率，而且直接解决了目前装药困难的问题。
5、内管打印至预设长度后将内管顶部封闭，形成另一内管端面，此时脂状炸药密封在内管中。而打印过程中内管底部通过底部的内管端面密封封闭，因此脂状炸药基本不会被反向挤出。本实施例中，内管的打印原料可与选用PE、ABS、PP等。最好选用软质材料，如TPE，这主要是为了便于手续的收卷。
参见图1-图3、图20-图27，所述收卷机构B包括收卷盘B510、收卷轴B520，所述收卷轴B520有多根且均匀安装在收卷盘B510圆周方向上，每根收卷轴B520上均通过螺栓B540安装有防脱板B530，所述防脱板B530、收卷轴B520、收卷盘B510构成收卷槽。使用时，内管收卷在收卷槽内。
所述收卷盘B510上还设置有拉压通孔B511，所述拉压通孔B511与拉压轴B230可轴向滑动装配，拉压轴B230一端穿出拉压通孔B511后与拉压板B550装配固定，所述拉压板B550用于将内管100向收卷盘B510拉动，从而将内管一端夹紧在收卷盘B510、拉压板B550之间，再转动收卷盘B510即可实现对内管的收卷。所述拉压轴B230侧壁上设置有拉压凹槽B231，所述拉压凹槽B231与安装在拉压通孔B511内壁上的旋转凸起B710卡合、可滑动装配，从而使得拉压轴B230轴向移动时能够通过旋转凸起B710与拉压凹槽B231的配合实现拉压轴B230的圆周转动，也就是实现拉压板B550的转动。
所述拉压凹槽B231有两条沿着拉压轴B230轴线方向设置的轴向槽B2311以及将两条轴向槽B2311两端分别圆滑连通的两条旋转槽B2312构成，两条轴向槽B2311在拉压轴B230轴向上错位，从而使得旋转槽B2312两端在拉压轴B230轴向上错位（具有间距），也就是旋转槽B2312沿着拉压轴B230的侧壁倾斜设置。
图21展示的是拉压板B550、拉压轴B230初始状态，此时拉压板B550的开放端背离内管100。而需要将内管100进行收卷时，将拉压轴B230向内管100推动，旋转凸起B71与其中一个轴向槽B2311配合；直到拉压板B550穿过内管100，然后旋转凸起B710与远离内管的旋转槽B2312配合从而驱动拉压板B550向内管方向转动180°，使得拉压板B550将内管包裹在内侧。旋转凸起B710进入另一轴向槽B2311；然后气阀关闭，负压孔对内管端部的吸附力降低或消失。反向移动拉压轴B230，旋转凸起沿着此轴向槽B2311向靠近内管的旋转槽2312移动，直到拉压板B550将内管端部压紧在收卷盘B510上，此时旋转凸起B710接近或装入与内管靠近的旋转槽内。最后圆周转动收卷盘B510进行收卷即可。由于内管端部110将内管内腔101一端密封，因此在内管不受到较大挤压的前提下，其内部的脂状炸药是不会流动的，而本实施例设置多根收卷轴B520能够使得内管相对平滑地收卷在收卷盘上，从而避免内管受到较大的弯折、挤压，也就可以防止其内部的脂状炸药产生流动。
所述拉压轴B230远离内管一端穿出收卷盘B510后与收卷动力块B570可圆周转动、不可轴向移动装配，所述收卷动力块B570具有磁性，可以采用永磁铁制成。收卷动力块B570底部设置有动力滑块B571，所述动力滑块B571卡合、可滑动地安装在动力滑槽B561内，动力滑槽B561设置在动力滑槽板B560上，动力滑槽板B560固定在收卷盘B510上。
所述收卷动力块B570可以通过磁铁盒B610驱使而沿着动力滑槽B561往复移动，所述磁铁盒B610包括软铁块B611、屏蔽罩B612，所述软铁块B611安装在屏蔽罩B612靠近收卷动力块B570的一端上，且屏蔽罩B612能够屏蔽磁性。所述软铁块B611上安装有软铁轴B630，软铁轴B630外套有线圈B620，线圈接入直流电后产生磁场，从而快速磁化软铁轴B630、软铁块B611，使得软铁轴B630、软铁块B611具有磁性，这个磁性与收卷动力块B570同性相吸，从而能够驱动收卷动力块B570向远离内管的方向移动。而移动到位后，线圈断电，磁化软铁轴B630、软铁块B611的磁性快速消失，本实施例中，磁化软铁轴B630、软铁块B611均采用软铁制成。
所述屏蔽罩B612安装在拉压齿条B320一端、拉压齿条B320另一端穿过收卷立板B160后与拉压齿轮B330啮合并构成齿轮齿条传动机构，所述拉压齿轮B330套装在拉压电机轴B441上，拉压电机轴B441一端穿过拉压导向板B170后装入拉压电机B440内，拉压电机B440启动后能够驱动拉压电机轴B441圆周转动，也就是驱动拉压齿条在其长度方向上移动。所述拉压齿条B320侧面上安装有齿条滑块B321，齿条滑块B321与齿条滑槽B171卡合、可滑动装配，所述齿条滑槽B171设置在拉压导向板B170上，齿条导向板B170安装在收卷立板B160上。
所述收卷盘B510同轴安装在收卷转轴B220一端上，收卷转轴B220另一端穿过收卷立板B160后与第一收卷齿轮B341装配固定且收卷转轴B220此端上还设置有探测轴B221，所述探测轴B221穿过收卷支板B151后与编码器B430的输入轴连接固定，编码器B430用于探测收卷转轴B220的转动角度。所述第一收卷齿轮B341与第二收卷齿轮B342啮合传动，第二收卷齿轮B342与第三收卷齿轮B343啮合传动，所述第二收卷齿轮B342、第三收卷齿轮B343分别套装在收卷中转轴B240、收卷电机轴B411上，所述收卷中转轴B240、收卷电机轴B411分别与收卷支撑板B151可圆周转动装配，且收卷电机轴B411一端穿出收卷支撑板B151后装入收卷电机B410内，收卷电机B410启动后能够驱动收卷电机轴B411圆周转动。
所述收卷支撑板B151、收卷立板B160均安装在收卷底板B150上，所述收卷底板B150安装在收卷移动座B140上，所述收卷移动座B140套装在收卷移动螺杆B210上且与之通过螺纹旋合装配，所述收卷移动螺杆B210两端分别与两块收卷轴板B130可圆周转动、不可轴向移动装配，所述收卷轴板B130安装在底座板B110上，底座板B110通过打印支撑板B120与打印底板B110装配固定从而支撑打印模块。
两根收卷移动螺杆B210一端穿出其中一块收卷轴板B130后分别与收卷移动带轮B311装配，两个收卷移动带轮B311之间通过收卷皮带B310连接并构成带传动机构；其中一根收卷移动螺杆B210一端穿出另一收卷轴板B130后与收卷移动电机B420的输出轴通过联轴器连接固定，收卷移动电机B420启动后能够驱动收卷移动螺杆B210圆周转动，从而驱动收卷移动座B140沿着收卷移动螺杆B210轴向移动。这种设计主要是在需要取出内管时将收卷盘移动至最靠近收卷皮带一侧，从而可以十分方便地取下收卷后的内管。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种切割索3D打印工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将炸药调成脂状；
S2、采用3D打印技术，打印内管，同时在内管内填充脂状炸药；
S3、同时通过现有的异型管加工技术加工出金属的外管；
S4、将加工完成的内管装入外管内部，然后对外管进行拉伸，使得外管的横截面变小以夹紧内管，完成切割索的制造。
2.一种切割索3D打印装置，其用于打印权利要求1中的内管，其特征在于，包括：打印模块，以熔化后的塑料为原料打印出内管，同时向内管内腔中填充脂状炸药；
所述打印模块包括印内架，所述打印内架上分别设置有内架顶板、内架底板、内架侧板、补偿滑动架，所述内架侧板两端分别与内架顶板、内架底板装配；所述内架顶板分别与补偿轴、中转轴、引导输出轴可圆周转动装配，所述补偿轴套装有引导带轮，所述中转轴、引导输出轴上分别套装有其它引导带轮，引导皮带每个引导带轮从而构成带传动机构；所述引导输出轴一端穿过内架顶板后装入引导电机内；所述引导皮带上安装有引导安装块，引导安装块通过引导连接轴与引导动力块可圆周转动、不可轴向移动装配；所述引导动力块与引导动力轴一端可圆周转动、不可轴向移动装配，所述引导动力轴另一端穿过引导槽后与喷嘴安装板装配固定，所述喷嘴安装板上分别安装有炸药喷嘴、打印喷嘴；所述炸药喷嘴、打印喷嘴分别与炸药通道、打印引流管一端连通。
3.如权利要求2所述的切割索3D打印装置，其特征在于，打印模块还包括打印底板、打印顶板，所述打印底板、打印顶板之间通过至少四根打印升降螺杆连接，且打印升降螺杆分别与打印底板、打印顶板可圆周转动、不可轴向移动装配，四根打印升降螺杆顶部分别穿出打印顶板，且在打印顶板长度方向上的两根打印升降螺杆通过第一打印皮带连接并构成带传动机构，位于打印顶板宽度方向上的两根打印升降螺杆通过第二打印皮带连接并构成带传动机构，其中一根打印升降螺杆通过第三打印皮带与打印升降电机的打印升降输出轴连接并构成带传动机构。
4.如权利要求2所述的切割索3D打印装置，其特征在于，四根打印螺杆分别穿过打印顶架且与之通过螺纹旋合装配，四根打印螺杆圆周转动时能够驱动打印顶架沿着其轴向移动；所述打印顶架顶部分别安装有加药泵、双螺杆挤出机，所述加药泵用于将脂状的炸药抽送至加药管，双螺杆挤出机用于将塑料颗粒熔化成液态或粘稠状后加压输送至进料管；所述打印顶架分别与两根第一打印调节螺杆可圆周转动、不可轴向移动装配，两根第一打印调节螺杆一端穿出打印顶架后分别与不同的第一打印带轮装配，两个第一打印带轮之间通过第一打印调节皮带连接并构成带传动机构；其中一根第一打印调节螺杆另一端穿出打印顶架后与第一打印调节电机的输出轴通过连接。
5.如权利要求4所述的切割索3D打印装置，其特征在于，两根第一打印调节螺杆分别穿过打印中架上的中架块且与之通过螺纹旋合装配，所述第一打印调节螺杆圆周转动时能够驱动打印中架沿着其轴向移动；所述打印中架分别与两根第二打印调节螺杆可圆周转动、不可轴向移动装配，两根第二打印调节螺杆分别穿过打印内架上的内架块且与之通过螺纹旋合装配；两根第二打印调节螺杆一端穿出打印中架后分别与不同的第二打印带轮装配，两个第二打印带轮之间通过第二打印调节皮带连接并构成带传动机构；其中一根第二打印调节螺杆另一端穿出打印中架后与第二打印调节电机的输出轴连接固定。
6.如权利要求2所述的切割索3D打印装置，其特征在于，所述补偿滑动架安装在内架顶板上且其内部中空，所述补偿滑动架内安装有补偿块，补偿块一端与补偿轴可圆周转动装配、另一端与补偿滑块装配固定，所述补偿滑块套装、可轴向滑动地安装在补偿滑轴上，补偿滑轴两端分别与补偿滑动架装配固定且补偿滑轴位于补偿滑块两端、与补偿滑动架的内壁之间的部分上分别套装有补偿压簧，两个补偿压簧分别用于对补偿滑块的移动提供弹性阻尼。
7.如权利要求2所述的切割索3D打印装置，其特征在于，所述打印引流管另一端与第二环槽连通且打印引流管此端安装在第二引流环上，所述第二引流环可圆周转动、不可轴向移动、密封地套装在送料轴底部，所述炸药喷嘴上安装有密封接头、密封接头安装在第二引流环上；
所述送料轴上分别设置有炸药通道、第一环槽、第二环槽、打印通道，打印通道两端分别与第一环槽、第二环槽连通，所述第一环槽外部套装有第一引流环，第一引流环与进料管连通；所述第一环槽与送料轴可圆周转动、密封装配；所述炸药通道另一端与加药管连通。
8.如权利要求7所述的切割索3D打印装置，其特征在于，所述送料轴分别与内架顶板、引导块装配，所述内架底板上安装有异形齿环，所述引导槽由内架底板和引导块之间的间隙构成，所述异形齿环内侧为异性内壁，异形内壁上设置有卡齿，所述卡齿可与引导齿轮啮合传动，引导齿轮套装固定在引导动力轴上；所述引导动力轴上还套装有滚筒，滚筒与引导槽卡合、可滑动装配，且滚筒与引导动力轴可圆周转动、不可轴向移动装配。
9.如权利要求2所述的切割索3D打印装置，其特征在于，还包括导向机构，所述导向机构包括导向夹组件、保持夹组件、升降板、导向竖板，导向竖板上下两端分别与打印底板、底座板装配固定，且导向竖板上设置有升降滑槽，升降滑槽与升降滑块卡合、可滑动装配，所述升降滑块安装在升降板上，所述升降板可装入打印通槽内且其顶面与打印底板的顶面平齐；
所述导向夹组件、保持夹组件分别用于和内管的外壁卡合，从而使得内管的顶部保持平稳以保证3D打印的精度；
所述导向夹组件包括两个导向夹，两个导向夹分别与一根导向连杆一端装配固定，所述导向连杆另一端分别与一根导向齿条一端装配固定，两根导向齿条分别与导向齿轮两侧啮合并构成齿轮齿条传动机构，所述导向齿轮套装在导向夹电机的导向夹输出轴上，所述导向夹电机安装在第二导向夹板上，所述第二导向夹板一端与导向侧移板装配固定、另一端上安装有两块导轨安装板，两块导轨安装板分别与导向夹导轨两端装配，所述导向夹导轨与导向连杆槽卡合、可滑动装配，所述导向连杆槽设置在导向连杆上；
所述导向侧移板套装在导向侧移杆上且与之可轴向滑动装配，所述导向侧移杆两端分别与第一导向轴板、第二导向轴板装配，所述第一导向轴板通过导向连板与第二导向轴板装配，所述导向侧移板与导向侧移伸缩轴一端装配固定，所述导向侧移伸缩轴另一端穿过第二导向轴板后装入导向侧移气缸内。
10.如权利要求9所述的切割索3D打印装置，其特征在于，所述保持夹组件安装在打印底板下方，包括两个保持架，保持架上设置有保持底板，保持架与保持导向轴、保持伸缩轴可轴向滑动装配，所述保持导向轴靠近内管一端与保持块装配固定、另一端穿过保持架后装入保持导向筒内且与之可轴向滑动装配，所述保持导向筒安装在保持架上；所述保持伸缩轴远离内管一端穿过保持架后装入保持气缸内；两块保持块分别与内管的外壁贴合，从而为内管的移动提供导向、限位；所述保持架安装在打印底板上。
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