[发明专利]一种基于4D打印技术的簧片式取心工具及其制备方法

权利要求书

1.一种基于4D打印技术制备簧片式取心工具的方法，其特征在于，所述簧片式取心工具包括岩心管和若干簧片，若干所述簧片的一端通过定位销固定在所述岩心管内壁、沿所述岩心管内壁圆周等高均匀分布，若干所述簧片的另一端向所述岩心管内圆弧状弯曲、呈鱼篓状；所述簧片由镍钛形状记忆合金材料制成，所述簧片根据温度的变化改变形状：所述簧片紧贴所述岩心管内壁、处于张开状态或者所述簧片向所述岩心管内圆弧状弯曲、处于合拢状态，所述簧片式取心工具的制备过程包括以下步骤：

S1、利用4D打印技术制备若干数量由镍钛形状记忆合金材料制成的具有形状记忆功能的所述簧片；

S2、将步骤S1中若干所述簧片通过所述定位销与所述岩心管拼装，即得到所述簧片式取心工具。

2.根据权利要求1所述的一种基于4D打印技术制备簧片式取心工具的方法，其特征在于，在步骤S1中，制备具有形状记忆功能的所述簧片具体包括以下步骤：

(1)通过Solid Works软件建立所述簧片的三维模型，将所述簧片的三维模型进行切片分层处理，并将其转为STL格式数据导入4D打印设备的控制系统中；

(2)将镍钛形状记忆合金材料粉末装入设备的送粉系统内；

(3)设计成形参数：激光功率为180W，扫描速度为1000mm/s，扫描间距为0.12mm，铺粉厚度为0.03mm；

(4)向成形工作腔内通入惰性气体，排除腔内其他气体，使得腔内氧气含量低于200ppm；

(5)镍钛形状记忆合金材料粉末通过送粉系统和铺粉装置均匀铺在成形工作腔的基板上，高能激光束依据步骤(1)中工作层的分层数据，融化凝固粉末形成单层；

(6)重复步骤(5)中：高能激光束依据步骤(1)中工作层的分层数据，融化凝固粉末形成另一单层，直至形状记忆合金簧片最终成形。

3.根据权利要求2所述的一种基于4D打印技术制备簧片式取心工具的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述镍钛形状记忆合金材料粉末的球形度大于99％，粒度为21-53μm，其中镍元素与钛元素的原子比为1：1。

4.一种簧片式取心工具，其特征在于，由权利要求1-3任一项所述的方法制备。

5.根据权利要求4所述的一种簧片式取心工具，其特征在于，所述簧片的数量为6、8或10。