[發(fā)明專利]一種基于成型方向的3D打印絕緣件打印方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910451716.6
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110103469A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李化;王哲豪;羅兵;李子建;林福昌;王婷婷;劉毅;張福增;張欽
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青;李智

本發(fā)明屬于高電壓設(shè)備制造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于成型方向的3D打印絕緣件打印方法。按照不同的成型方向?qū)^緣件模型進(jìn)行3D打印，獲得不同成型方向的絕緣件模型樣品，對樣品進(jìn)行電氣性能測試，將具有最佳電氣性能的成型方向作為最佳成型方向；然后按照電壓等級的要求，完成絕緣件的3D建模，獲得絕緣件的3D模型；再將絕緣件的3D模型按照最佳成型方向進(jìn)行切片處理，獲得絕緣件的3D模型的逐層截面；最后根據(jù)絕緣件的3D模型的逐層截面，利用3D打印方法逐層打印成型，獲得絕緣件。使用本發(fā)明的方法，可以快速便捷的制備尺寸精確的各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的絕緣件，并能通過改變絕緣件的成型方向改善產(chǎn)品的電氣性能和機(jī)械性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高電壓設(shè)備制造領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于成型方向的3D打印絕緣件打印方法。

背景技術(shù)

絕緣件是將處于不同電位的導(dǎo)體在機(jī)械上固定，在電氣上隔離的一種使用數(shù)量極大的高壓絕緣部件。從功能和結(jié)構(gòu)上可分為三類：

(1)絕緣件，用作帶電體和接地體之間的電氣絕緣和機(jī)械固定聯(lián)接。如盤形懸式絕緣件、棒形懸式絕緣件、支柱絕緣件、橫擔(dān)絕緣件等。

(2)套筒，用作電器內(nèi)絕緣的容器；由電瓷制成，或由環(huán)氧玻璃鋼內(nèi)筒外加硅橡膠護(hù)套制成。如互感器套筒、避雷器套筒及斷路器套筒等。

(3)套管，用作導(dǎo)電體穿過電氣設(shè)備外殼、接地隔板或墻壁的絕緣件；由空心絕緣件加內(nèi)導(dǎo)桿制成。如穿越墻壁的穿墻套管，變壓器、電容器的出線套管，以及全封閉組合電器(GIS)的氣體絕緣出線套管等。

近年來大力發(fā)展的超高壓、特高壓交、直流輸電系統(tǒng)，對絕緣件的電氣性能要求越來越高，設(shè)計的絕緣結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，如果利用傳統(tǒng)工藝來加工，需要經(jīng)過“制泥-成形-上釉-燒成-瓷件檢驗-組裝”等直到成品包裝成型(濕法生產(chǎn)工藝)，制作工序繁冗復(fù)雜，有些復(fù)雜程度較高的絕緣件也無法用模具來完成。因此，傳統(tǒng)制作工藝漸漸無法滿足人們對絕緣件高氣性能和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的需求。

近幾十年，3D打印發(fā)展迅速，技術(shù)也越來越成熟，3D打印技術(shù)逐漸應(yīng)用于各行業(yè)。這里可以通過3D打印技術(shù)制造傳統(tǒng)工藝較難制備的各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的絕緣件，并通過調(diào)整成型方向，來提高絕緣件的電氣性能，滿足其絕緣要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種基于成型方向的3D打印絕緣件打印方法，其充分結(jié)合3D打印成型方向?qū)^緣件電氣性能的影響，從不同成型方向獲得的3D打印樣品中篩選具有最佳電氣性能的成型方向，按照該最佳成型方向進(jìn)行3D打印制作絕緣件，由此解決現(xiàn)有技術(shù)制備的絕緣件電氣性能不佳的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于成型方向的3D打印絕緣件打印方法，包括如下步驟：

S1：按照不同的成型方向?qū)^緣件模型進(jìn)行3D打印，獲得不同成型方向的絕緣件模型樣品，對所述樣品進(jìn)行電氣性能測試，將具有最佳電氣性能的成型方向作為最佳成型方向；

S2：按照電壓等級的要求，完成絕緣件的3D建模，獲得所述絕緣件的3D模型；

S3：將所述絕緣件的3D模型按照所述最佳成型方向進(jìn)行切片處理，獲得所述絕緣件的3D模型的逐層截面；

S4：根據(jù)所述絕緣件的3D模型的逐層截面，利用3D打印方法逐層打印成型，獲得所述絕緣件。

優(yōu)選地，步驟S1具體為：

S101：按照不同的成型方向?qū)^緣件模型進(jìn)行3D打印，其中所述成型方向平行于所述絕緣件工作時的電場方向時，設(shè)置該成型方向?qū)?yīng)的打印角度為90°；所述成型方向垂直于所述絕緣件工作時的電場方向時，設(shè)置該成型方向?qū)?yīng)的打印角度為0°，在0°至90°之間設(shè)置不同的打印角度以獲得不同的成型方向，打印后獲得不同成型方向的絕緣件模型樣品；