[發明專利]一種高精度高安全性熔鑄藥異形藥柱的4D打印方法

在審

• 申請號: 202010205102.2
• 申請日: 2020-03-23
• 公開（公告）號: CN113429245A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 陳洪海;孟凡軍;張大舜;苗立琴;錢冬梅;楊秀才;郭洪斌;杜鵑;范悅;喬歡;王立軍;于航;王靜;崔萬瑞;李福坤
• 申請（專利權）人: 長春設備工藝研究所
• 主分類號: C06B21/00
• 分類號: C06B21/00;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種高精度熔鑄藥異形藥柱的4D打印方法，尤其適用于異形藥柱打印成型。整套設備由機械和電氣兩大部分構成，提出采用六軸運動控制器為中央控制單元，控制五個伺服防爆電機軸和一個變頻調速電機軸，進行高精度位置插補運行，并且利用vc++自制軟件實現4D打印程序的編制通過總線導入中央控制單元，聯合高精度防爆機械結構，解決異形熔鑄炸藥藥柱的高效率高精度打印功能。實際加工結果表明，該方法提高了異形熔鑄炸藥藥柱加工精度和效率，解決傳統藥柱依賴模具的安全性性差，設備精度低等問題。

所屬技術領域

本發明涉及一種高精度高安全性熔鑄藥異形藥柱的4D打印方法，尤其適用于異形難加工的藥柱打印成型。

背景技術

4D打印即人們可以通過軟件設定模型和時間，變形材料會在設定的時間內變形為所需的形狀。準確地說4D打印是由3D技術打印出來的結構能夠在外界激勵下發生形狀或者結構的改變，直接接材料與結構的變形設計內置到物料當中，簡化了從設計理念到實物的造物過程，讓物質能自動組裝構型，實現了產品設計、制造和裝配的一體化配合。4D打印最關鍵是記憶合金。是一種無需打印機器就能讓材料快速成型的革命性新技術。大小形狀可以隨時間變化。

4D打印技術自被提出以來，迅速得到了全球廣泛的關注，展示了它在工業、建筑、航天、醫療、軍事等諸多領域巨大的應用潛力，并在世界很多國家都取得了十分重要的進展。很多高校、科研院所和公司企業，都對4D打印進行廣泛和深入的開發，有了很多令人矚目的重要成果，尤其國內近幾年對智能復合材料的開發，并拓展了4D打印的應用，取得了明顯的進步。

在熔鑄炸藥領域，尤其是在熔鑄藥異形藥柱的生產過程中，傳統設備存在著很大精度誤差大和生產效率低，打印后變形大，主要是利用傳統的模具塑形的方法，尤其是在模具和藥柱脫離時有可能擠壓和剮蹭，這樣會造成危險，對人身生命安全產生很大影響，不能滿足生產實際需求的技術不足和安全缺陷。因此研制一種高精度高安全性高效率高安全性的藥柱生產設備及技術是至關重要的。

目前查閱的文獻表明：關于高效率高精度熔鑄藥柱的4D打印的加工方法，在公開發表的文獻中未見報道或提及。

發明內容

為了克服現有的藥柱加工方法加工精度差，加工效率低，傳統的用模具塑形，尤其是在模具和藥柱脫離時有可能擠壓和剮蹭，這樣會造成危險，對人身生命安全產生很大影響，因此不能滿足生產實際需求的技術不足和安全缺陷，本發明提出采用六軸運動控制器為中央控制單元，控制五個伺服防爆電機軸和一個變頻調速電機軸，進行高精度位置插補運行，并且利用VC++自制軟件實現4D打印程序的編制通過總線導入中央控制單元，聯合高精度防爆機械結構，解決異形熔鑄炸藥藥柱的高效率高精度打印功能。實際加工結果表明，該方法提高了異形熔鑄炸藥藥柱加工精度和效率，解決傳統藥柱依賴模具的安全性性差，設備精度低等問題。

本發明實現其技術內容所采用的技術方案為：一種高精度高安全性熔鑄藥異形藥柱的4D打印方法，其特征是：

1、集成ARM 和專門的運動控制芯片，外部和內部供電采用光耦隔離的方式，實現高性能穩定的控制能力，其中包含多路數字量輸入、輸出；將4D打印程序通過自制軟件生成G代碼格式，要求采用自適應篩選法對曲線段軌跡路徑方向采取等間距步長方式來減少步長階躍和設備的震動，如圖2所示；通過CANOPEN總線形式傳輸到中央控制單元；采用結構緊湊、平穩、效率高、可靠性高、噪聲低、重量輕、隔爆型交流該款伺服電機，防爆電機防爆等級DIBT4,防護等級IP65；使用本安接近開關通過隔離柵，然后到中央控制單元，起到隔離防爆的作用；采用防爆溫度計解決熔鑄炸藥溫度采集，即達到熔融狀態打開放料閥；通過三維打印裝置形成的熔鑄藥藥柱，經過分析判斷形成與時間軸的變化規律，形成4D打印。總體如圖1所示。