[发明专利]一种固体推进剂增材制造系统及外表面旋转成型方法

摘要

本发明公开了一种适用于固体推进剂增材制造的具有旋转轴的3D打印机和利用具有旋转轴的3D打印机增材制造固体推进剂的方法。本发明成型平台改变为圆筒外表面，即将推进剂药柱在圆筒外表面成型。首先用建模软件设计出推进剂药柱模型，然后用建模软件将药柱模型做展开变换，将展开变换后得到的新的三维立体模型以特定的放置方式置于3D打印上位机软件中，切片并生成G代码最后通过打印喷头挤出物料，在圆筒外表面层层堆积，得到固体推进剂药柱。利用具有旋转轴的3D打印机增材制造的固体推进剂轴向和径向上的力学性能将有大幅度提高。

主权项

1.一种适用于固体推进剂增材制造的3D打印机的打印方法，其特征在于，所述3D打印机装置，包括圆筒状打印平台(1)、三个步进电机和打印喷头(2)，其中三个步进电机分别为第一步进电机M1、第二步进电机M2和第三步进电机M3；所述圆筒状打印平台绕圆筒轴转动，该圆筒轴与水平面平行，圆筒状打印平台在步进电机M1的控制下转动；打印喷头位于圆筒外部的上部，并在第二步进电机M2和第三步进电机M3的控制下运动，该打印喷头在第二步进电机M2的控制下沿旋转轴水平运动，并在第三步进电机M3的控制下沿竖直方向运动；所述圆筒状打印平台的使用面为圆筒外表面；所述打印喷头的数量至少为1个，喷口竖直向下；所述打印方法包括以下步骤：步骤1、将待打印的固体推进剂药柱模型作展开变换，得到新的三维立体模型；该展开变换具体为：将固体推进剂药柱模型置于XYZ空间直角坐标系第一象限中，固体推进剂药柱模型的轴与X轴平行，设该坐标系为O₁；对于固体推进剂药柱模型的任一垂直于X轴的截面，其对称中心的坐标为(x，y，z),截面上任一一点坐标为(x₁，y₁，z₁)，该对称中心到该截面上任意一点的距离为若y₁＜y，则展开变换后该点坐标为若y₁≥y，则展开变换后该点坐标为步骤2、对上述新的三维立体模型的三视图方向进行定义；步骤3、对上述定义了三视图方向的新的三维立体模型放置到切片软件中进行切片，并生成G代码；步骤4、将G代码输入至适用于固体推进剂增材制造的3D打印机中，利用打印机进行打印。