CN115704661A - 高固相含量复合材料增材制造挤出装置 - Google Patents
高固相含量复合材料增材制造挤出装置 Download PDFInfo
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Abstract
高固相含量复合材料增材制造挤出装置。根据高固相含量材料的特性，研制高固相含量4D打印挤出装置。该装置将预混合物料投入搅拌釜中，通过特制的Z轴对物料进行捏合动作，当物料捏合一段时间达到实验要求后，横向输送螺杆将捏合好的物料输送至纵向挤出螺杆的入口处，通过入口处的压力传感器将实时压力反馈至控制器中，控制器根据压力反馈值来调整横向输送螺杆的转速，使压力始终维持在一定的范围内，同时纵向挤出螺杆开始工作，其将高粘度含能物料均匀的挤出。
Description
技术领域
本发明涉及高固相含量复合材料增材制造挤出方法和原理，适用于各种复合材料增材制造。
背景技术
目前我国装药主要是压装和铸装两种形式，生产安全性、生产效率以及生产质量等受技术水平、设备水平的限制，难以得到明显提高。传统熔铸炸药制备是采用浇铸成型法，即将熔融浆料倒入模具中成型。当主体炸药含量增加时熔浆黏度增加、体系流动性差，在混合和浇铸时易引入大量不易排出的气泡，在降温成型时不易补缩，最终导致制备的熔铸样品内部有孔隙、缩松等瑕疵，严重影响熔铸炸药的质量和性能。
针对熔铸炸药熔融特性、黏流特性，研发高固相含量复合材料增材制造挤出装置，通过打印工艺参数调节，制备得到综合性能优良的高固含量熔铸炸药。
发明内容
实现高固含量复合材料的自动加热及搅拌、自动放料、自动打印的功能。满足在试验中打印各种形状的药柱，保证试验环境达到炸药生产A级防爆工房的生产设备要求，最大限度的保证人身安全。设备的设计、制造、安装及非标设备、自动控制部分及配件的选用符合危险场所的要求，严格遵循执行国家有关标准的原则，并采取有效的防静电技术及本质安全技术。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1挤出装置总体结构
图2搅拌釜上盖
图3自动放料阀
图4 3D打印装置
图5 挤出活塞
具体实施方式
采用增材制造挤出装置将高固相含量复合材料加热融化，电机驱动丝杠旋转，推动活塞向下运动，挤出物料；同时喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息平台做xy方向移动，将材料选择性地沉降在工作台或前一层工件上，快速冷却后形成一层截面。一层打印完成后，平台下降一层的厚度，继续打印下一层，一层成型完成后，工作台下降一个高度（即分层厚度）再成型下一层，直至形成整个实体造型。
为了实现以上功能，具体实施方案如下：
（1）图1为挤出装置总体结构，包括六大部分：混合搅拌釜、搅拌桨、自动放料机构、挤出系统、工作台和架体；
（2）图1中1为混合搅拌釜，图2为搅拌釜上盖，釜盖上设置4个法兰口，一个装温度计，一个抽吸附药，一个加料口，一个观察口。锅体为双层，内通保温水，锅体下方为出料口，连接自动放料阀，整个锅体全部由不锈钢制成，为保证内腔光滑，内外全部镜面抛光；
（3）图3为自动放料阀，采用电缸驱动，电缸顶起阀杆实现放料，关闭时由复位弹簧将阀杆拉下。阀体与锅体连接处由聚四氟套，阀头为黄铜材质，阀体为双层，内通保温水，出料口处连接放料伴热管，放料伴热管均为双层，内通保温水。放料时，电缸顶起阀杆；
（4）图4 为3D打印装置，由物料挤出装置和X、Y、Z三个方向的线性模组构成。物料挤出行腔为双层，内通保温水，线性模组为全密封结构；
（5）图5 为挤出活塞，挤出杆为铜制或聚四氟材质；
（6）工艺过程为：人工向溶混搅拌釜加入高固含量复合材料，模温机将循环水温度加热到80度以上，高固含量材料开始溶化，待到温度传感器显示到达指定温度后，搅拌桨旋转，待搅拌均匀后，自动放料阀打开，药液由自动放料阀流经伴热放料管，流入物料挤出机构的行腔内，启动物料挤出装置的电机和X、Y、Z三个方向的线性模组电机，实现打印功能。
Claims (4)
1.高固相含量4D打印挤出装置，主要由架体，溶混搅拌釜，自动放料阀和打印装置组成。工艺过程为：将预混合物料投入搅拌釜中，通过特制的Z轴对物料进行捏合动作，当物料捏合一段时间达到实验要求后，横向输送螺杆将捏合好的物料输送至纵向挤出螺杆的入口处，通过入口处的压力传感器将实时压力反馈至控制器中，控制器根据压力反馈值来调整横向输送螺杆的转速，使压力始终维持在一定的范围内，打开放料阀开关，同时纵向挤出螺杆开始工作，其将高粘度含能物料均匀的挤出。
2.根据权利要求1所述的搅拌釜，其特征是：减速机连接搅拌桨驱动，搅拌釜盖上设置4个法兰口，装温度计、抽吸附药、加料口及观察口。锅体为双层，内通保温水，锅体下方为出料口，连接自动放料阀，整个锅体全部由不锈钢制成，为保证内腔光滑，及外形美观，内外全部镜面抛光。
3.根据权利要求1所述的自动放料阀，其特征是：采用电缸驱动，电缸顶起阀杆实现放料，关闭时由复位弹簧将阀杆拉下。阀体与锅体连接处由聚四氟套，阀头为黄铜材质，阀体为双层，内通保温水，出料口处连接放料伴热管，放料伴热管均为双层，内通保温水。放料时，电缸顶起阀杆。
4.根据权利要求1所述的打印装置，其特征是：由物料挤出装置和X、Y、Z三个方向的线性模组构成。物料挤出行腔为双层，内通保温水。
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN115704661A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117229471A (zh) * | 2023-11-15 | 2023-12-15 | 长春设备工艺研究所 | 聚氨酯弹性体的改性方法及其3d打印温度参数优化方法 |
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2021
- 2021-08-06 CN CN202110900605.6A patent/CN115704661A/zh active Pending
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