[發明專利]一種3D打印輕質單擺的方法

有效

• 申請號: 201811441368.6
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN109352989B
• 公開（公告）日: 2020-02-25
• 發明（設計）人: 盧松濤;吳曉宏;李楊;秦偉;姚遠;康紅軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/386;B29C64/393;B33Y10/00;B33Y50/00;B33Y50/02
• 代理公司: 哈爾濱市文洋專利代理事務所(普通合伙) 23210
• 代理人: 王艷萍

一種3D打印輕質單擺的方法，本發明涉及3D打印領域。本發明是要解決現有的合金材質單擺測量產生的誤差高的技術問題。本方法：一、繪制格式為STL的單擺模型；二、將模型導入IEMAI 3D切片軟件中，設置相關參數，并導出格式為Gcode的3D打印機可識別的數據文件；三、將所得Gcode文件導入高溫3D打印機中，用ABS線材進行打印，得到單擺粗品；四、修整、吹掃、清洗后，得到輕質單擺。該輕質單擺的質量僅為相同尺寸鋁合金單擺的28％～39％，靈敏度高，可用于微推力的測試。

技術領域

本發明涉及3D打印領域。

背景技術

MEMS微推進器具備質量輕、體積小、可控性強等特點，解決了限制微納衛星先進性的重要問題，為微納衛星提供毫牛級微推力，用于軌道轉移、姿態控制、位置保持。微推進器是微小衛星的主要動力部件，其性能直接關系到微小衛星的廣泛應用。為適應微小衛星在軌運行所需的微牛頓量級的推力，微推進器的推力也在微牛頓量級。在微推進器的研制過程中，要對其推力進行測試。現有的測試微牛頓量級推力常用到的單擺測試裝置中，一個重要的部件就是單擺，通過點燃正對單擺的MEMS微推進器，使其噴出的氣體沖擊單擺，單擺受力后產生擺動，由此來計算MEMS微推進器產生的推力的大小，但是現有的單擺一般為鋁合金、鈦合金材料。由于單擺的質量重，對于微牛頓量級的推力的測量產生極大的誤差。因此設計一種高精度、高靈敏度的單擺顯得至關重要。

發明內容

本發明是要解決現有的合金材質單擺測量產生的誤差過高的技術問題。而提供一種3D打印輕質單擺的方法。

本發明的一種3D打印輕質單擺的方法，包括以下步驟：

一、用Solidworks繪圖軟件，根據單擺的結構圖，對單擺的進行等比例制圖建模，得到格式為STL的單擺模型；

二、將上述所得模型導入IEMAI 3D切片軟件中，設置相關參數：層厚0.05～0.2mm、填充密度80～95％、打印速度40～100mm/s、打印頭溫度220～260℃、熱床溫度80～100℃以及內腔溫度70～90℃，完成參數設置后導出格式為Gcode的3D打印機可識別的數據文件；

三、將所得Gcode文件導入高溫3D打印機中；再將ABS線材加入到高溫3D打印機中，進行打印，得到單擺粗品；

四、將步驟三得到的單擺粗品進行修整、清洗后，得到輕質單擺。

本發明采用3D打印機打印的單擺，成型強度、尺寸穩定性好，與設計的最佳單擺結構尺寸高度吻合，且所得結構機械性能優良，可完全滿足微推力測試系統要求。

本發明經3D成型的單擺結構的質量僅為1～1.4克，是相同尺寸的鋁合金單擺的28％～39％，具有重量輕、空間阻力小、制備簡單、復現性高、價格低廉的優勢，可極大地提升測試系統的微推力測試范圍，同時也可提升沖擊擺測試系統的設計精度和加工精度。同時，該輕質高分子單擺結構相比傳統金屬質地，具有更高的靈敏度，進而可顯著提升系統對于微推力的辨識度和響應性。

附圖說明

圖1是實施例1中的制備的單擺的正視圖；

圖2是實施例1中的制備的單擺的側視圖

圖3是實施例1中單擺測試裝置的結構示意圖；

圖4是實施例1中單擺測試裝置的擺動裝置的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式的一種3D打印輕質單擺的方法，包括以下步驟：

一、用Solidworks繪圖軟件，根據單擺的結構圖，對單擺的進行等比例制圖建模，得到格式為STL的單擺模型；