[发明专利]一种含能材料快速成型装置及方法

说明书

本发明提出了一种含能材料快速成型装置，包括结构框架，结构框架内部安装有混合输送组件，混合输送组件包括输送防爆电机、混合槽和横向输送螺杆，混合槽内部安装有横向输送螺杆，横向输送螺杆通过传动部件与输送防爆电机相连接，横向输送螺杆尾端连接有挤出组件，挤出组件包括挤出阀体、安装在挤出阀体上的挤出防爆电机、定子、转子以及开设在挤出阀体底部的挤出嘴，挤出防爆电机连接有转子，所述转子表面套设有定子，该设计解决传统含能材料成型工艺对于复杂异型药柱适应性差、含能材料成型工艺成型过程的安全性低问题。

技术领域

本发明涉及含能材料成型技术领域，尤其涉及一种含能材料快速成型装置及方法。

背景技术

含能材料是一类具有爆炸性基团或具有氧化剂和可燃物，在外界一定的能量刺激下，能独立地进行化学反应并释放大量能量、气体和热的化合物或混合物，其包括发射药、推进剂、战斗部炸药等材料系列。在军事领域，含能材料是武器火力系统不可缺少的重要组成部分，应用于各类武器火力系统的压力推进与反作用推进；在民用领域，其广泛应用于石油、冶金、矿业、建筑等。

传统的含能材料成型方式主要有压铸法，压伸法和浇铸法三种，其中：压铸法适用于成型小型药柱，对于大型药柱则存在着易产生气孔，压药密度一致性差，制品力学性能较差等缺陷，同时压铸法需要水压机或油压机等大型设备，设备费用高；压伸法采用螺旋压伸机挤压成型，其优点在于成型的高度连续性及成品的绝对均匀性，但是，压伸法只适用于等截面药型药柱的成型，无法制备变截面药型药柱，此外，螺旋压伸机在成型过程处于半密闭状态，且成型过程无法实现完全的人机隔离，在成型中大型药柱时危险性大；浇铸法采用模具浇注的方式制备含能材料药柱，其克服了压伸法无法制备变截面药型药柱的缺陷，但是其对于不同结构的药柱均要制作相应的模具，尤其是对于复杂异性药柱其模具制作难度大，增加了生产成本。

含能材料的能量释放规律是由含能药柱的燃烧速度和燃烧表面积决定的，其中燃烧表面积主要取决于药柱的几何形状、尺寸等，如发射药，现在常用的有管状、球状、多孔状等。对于推进剂，就有实心端面，五星孔等形状。在传统的成型方式中，为制造多变的药型，不得不设计不同的模具。而且含能材料在制造过程中，受到温度与各种载荷的作用，容易发生危险事故，对操作人员产生威胁。并且传统成型方式过程冗繁、复杂异型药柱适应性差、生产效率低，越来越不能满足新型弹药武器技术对含能材料药柱能量、燃烧、力学、安全等性能提出的要求。

快速成型技术是一种以数字模型文件为基础，运用可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的快速成型技术。该技术一开始应用于工业领域的模具制造，后用于产品的直接制造。近些年伴随数字技术的飞速发展，3D打印又在建筑、医疗、汽车、电子甚至食品、美容、珠宝等领域风生水起，被誉为“21世纪最具潜力的技术”。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明将快速成型技术应用于含能材料制备领域中，由于其成型不受零件形状影响，能够实现无模具化成型，解决传统含能材料成型工艺对于复杂异型药柱适应性差，容易产生内部气泡和裂隙等质量不稳定的缺陷，提高了产品成品率，同时整个成型过程由上位机控制，人为参与少，可以更好地实现人机隔离，解决传统含能材料成型工艺成型过程的安全性问题。