基于微型双螺杆的各向异性装药技术原理和关键工艺参数

各向异性装药是固体火箭发动机能量精细化管理和性能跨越式提升的重要途径。利用增材制造“离散-堆积”的工艺优势,确立了基于微型D6 mm双螺杆的“在线计量-原位混合-连续挤出-增材制造”各向异性复合推进剂增材制造系统原理。在挤出成型过程中,将复合推进剂的材料要素准确映射到药柱的几何空间,为各向异性装药提供一种新的思路。面向挤出成型增材制造工艺需求,室温快速固化双组分聚脲被用于复合推进剂黏合剂,实现了外径120 mm、内径57 mm、高240 mm代料药柱的增材制造成型,固体质量含量72%。进一步定义和实验确立了D6 mm双螺杆系统的关键工艺参数——计量精度、混合均匀度(CV)和组分切换时间(t_(s))。结果表明:粉体、黏合剂的计量体积分别为0.036、0.610 cm^(3)/转,并与螺杆的转速呈良好的线性关系;“粉体-树脂”混合物取样体积为1.0 ml时,变异系数CV值为1.1%,t_(s)低至8 s。

增材制造聚合物功能梯度材料研究进展

聚合物功能梯度材料(PGMs)是一种以聚合物为连续相,多种材质相互耦合,组成结构和性能在材料空间方向上进行连续梯度变化的非均质复合材料。传统PGMs制备方法存在原理复杂、难定制、通用性差等问题。本文介绍了增材制造(AM)基于“离散-堆积”的成型原理和优势,综述了适用于PGMs的增材制造技术:熔融沉积成型、直写成型、立体光固化、喷射成型和选择性激光烧结的功能梯度材料成型基本原理、材料特点和性能。虽然在增材制造制备PGMs的过程中存在缺乏设计准则、表征方法和系统研究方法等问题。但是,随着对增材制造新概念材料进行基础科学研究的深入,以及针对特定使役条件和工艺性能的具体应用不断发展,增材制造将成为PGMs制备的一种极佳方法。