空间充气展开结构的材料成型固化技术综述

空间充气展开结构的体积小,质量轻,可用于构建大型空间结构,在航天领域具有广阔的应用前景。空间充气展开结构需要采用柔性材料,通过充气展开成型固化使柔性材料具有足够的强度和刚度。成型固化是研制空间充气展开结构的关键技术之一,文章介绍了四种成型固化技术:铝/聚合物薄膜成型固化技术、热成型固化技术、热塑性/形状记忆成型固化技术和紫外线成型固化技术。通过分析,认为在目前条件下铝/聚合物薄膜成型固化技术更接近于空间充气展开结构的实际应用。

330MW空冷汽轮发电机定子线棒端部成型固化模设计与制造

介绍了330 MW空冷汽轮发电机定子线棒端部成型固化模的设计与各结构的制造。同时对固化工艺,模具的设计要点及各结构制造工艺进行了分析。指出固化后的定子线棒端部与M-VPI设备内腔的形状相吻合,可为后续的M-VPI设备浸渍定子线棒打下坚实的基础。实践证明,端部成型固化取得了良好效果。

煤炭成型固化对其粘结指数的影响

散装煤在运输过程中对铁路沿线的污染严重,而且受风化影响,瘦煤的粘结指数下降较快;对司马矿瘦煤进行加压固化成型实验的结果表明,与自然堆放的瘦煤相比,其粘结指数下降幅度变缓,而且避免了运输过程中对环境的污染。

热成型固化材料在空间充气展开结构中的应用分析

空间充气展开结构具有发射体积小,质量轻等优点,在航天领域具有广阔的应用前景。热成型固化材料是空间充气展开结构所用柔性材料的关键组成,但其研究成果基本处于地面原理样机阶段,距工程应用尚有差距。基于某空间型号研制的5 m长空间充气展开结构实施经验,总结了热固化材料在工程化应用过程中面临的空间环境适应性、热量控制、实施工艺及力学性能变化等问题,并提出了若干解决思路和措施,为热成型固化材料在空间充气展开结构的工程化应用提供了参考。

面成型光固化3D打印制件成型精度优化

针对面成型光固化工艺存在制件尺寸收缩、翘曲变形等成型精度问题,制作尺寸为60 mm×60 mm×20 mm的样件,以分层厚度、建模样式和构建角度为试验因素,以制件的尺寸、圆度和平面度为试验指标,采用正交试验法分析各试验因素对制件成型精度的影响规律。结果表明,建模样式是影响尺寸精度的最主要因素,构建角度是影响几何形状精度的最主要因素。总体而言,随着打印层厚的增加,成型误差逐渐增大;随着建模样式由粗略(Draft)到精细(Premium),成型误差逐渐降低;随着构建角度的增大,成型误差先降低后增大。通过极差分析法,确定最佳工艺参数组合为打印层厚30μm、建模样式Premium、构建角度15°。经试验验证,优化后的工艺参数提高了面成型光固化三维(3D)打印制件的成型精度。

熔融石英陶瓷浆料流变性能与光固化成型精度研究

由于熔融石英的高透光性,陶瓷浆料光固化成型过程中存在严重的过固化现象。为了消除这种过固化现象,并提高成型精度与性能,需要制备出高吸光度、低黏度的熔融石英陶瓷浆料。通过对熔融石英粉末的改性以及分散剂BYK-9076的含量调控改善浆料黏度,并且添加了高强度、高紫外光吸收率以及能够抑制熔融石英高温结晶的B_(4)C颗粒,实现了熔融石英陶瓷浆料的综合优化。结果表明,添加4 wt.%分散剂的浆料黏度比未加分散剂的浆料降低了93%,并用其制备出了固含量57 vol.%的低黏度熔融石英陶瓷浆料。当B_(4)C含量为2.5 wt.%、曝光时间为5 s时,固化深度从1325μm降低至230μm,并且此时固化片在X、Y方向上拥有最优的精度,均为0.01 mm。

聚酰亚胺薄膜与碳网格共固化基板成型工艺研究

为满足未来深空探测对航天器太阳翼基板更高的耐温性需求,提出一种新型的太阳翼基板成型工艺方法:聚酰亚胺薄膜与碳网格面板共固化成型。重点研究了聚酰亚胺薄膜与网格面板的剥离性能、网格面板的拉伸性能、蜂窝夹层结构的弯曲性能、共固化基板的耐温性能,并与J-133胶粘贴聚酰亚胺薄膜的传统工艺进行对比。结果表明,共固化工艺的聚酰亚胺薄膜剥离强度约为传统工艺的2倍,且在140℃下的各项力学性能保持率均大于87%,具有很好的耐温性;共固化基板在经历-100~140℃热真空试验后,外观质量及各项性能均合格,满足太阳翼基板耐140℃及以下空间环境的使用需求。

复材加筋壁板自动化成型及共固化技术研究

当前,针对复合材料加筋壁板数字化及自动化技术应用的需求日益迫切。采用自动铺带、热隔膜预成型和自动翻转等多项技术,对一体化T形长桁加筋壁板自动化成型技术开展了相关研究,并对工装结构形式、工艺参数、共固化成型等工艺方案的可行性进行了验证,最终以典型民用飞机尾翼壁板的制造为例,证明了所提出的自动化成型技术的有效性,为国内民用飞机自动化成型技术的工程化应用提供了有益参考。

复合材料零件固化成型框架式模具制造技术

复合材料热压罐成型框架式模具在航空、航天等领域得到大量应用,其制造方法和成本成为研究的热点。本文根据框架式模具的特点,利用多点成型技术,分析框架式模具典型结构和制造难点,提出了多点成型制造方法,给出了制造流程。该方法不仅提高了模具制造精度,缩短了制造周期,而且降低了制造成本,是一种值得推广的方法。

复合材料帽型加筋壁板典型件共固化成型技术研究

文章对复合材料帽型加筋壁板典型件进行了共固化成型技术研究,通过研究该典型件结构发现,该复合材料典型件结构复杂,需要实现加筋与壁板的一体化组合加工。因此,文章采用了共固化成型技术,该技术可以通过一次压力将多个构件进行联合固化,从而实现构件的一体化,且该技术具有成本低、生产效率高的优势,可以推广应用于类似结构的复合材料制造。

生物质固化成型技术研究进展

生物质固化成型技术是目前利用生物质能比较普遍且效果显著的技术之一。它是将生物质压制为便于运输和贮存的棒状或颗粒燃料,可以提高燃烧效率。文中综述了国内外生物质固化成型技术的开发利用现状,从成型工艺、成型设备、影响因素和燃料炉具4个方面进行了总结,并针对我国生物质能源现状提出了合理、充分开发生物质固化成型技术的相关问题和建议。

光固化成型中的变形分析

利用应变计电阻电测技术，通过实验对激光快速成型过程中工件的变形问题进行了动态分析．针对加工参数（ 如扫描速度、扫描间距、扫描方式） 影响工件变形程度的问题，对这种变形的差异进行了对比和分析，并由此得出扫描速度、扫描间距、扫描方式影响工件变形的规律，提出了加工过程中的优化参数．

快速成型光固化树脂的制备

主要选用4种环氧树脂与丙烯酸制备了快速成型光固化树脂的预聚物,探讨了反应温度及催化剂对反应速率的影响,确定最佳反应温度为100℃和三苯基膦为最佳催化剂。以自制的预聚物、光引发剂、稀释剂等为组分制备了一系列的快速成型光固化树脂,通过性能检测表明,E–51环氧丙烯酸酯是最佳预聚体,819是最佳的光引发剂,并且得到的快速成型光固化树脂可以在65℃下长期避光保存而不变质。研究的快速成型光固化树脂已经投入生产,具有非常优异的商业价值。

Al_2O_3凝胶固化成型的影响因素

凝胶固化成型工艺是一种新型的陶瓷材料成型技术，使用有机单体溶液配制陶瓷浆料，通过有机单体的聚合反应完成陶瓷浆料的固化成型．该技术适合于各种形状、尺寸的陶瓷块体和片状部件的成型．本文讨论了Ａl２Ｏ３浆料凝胶固化成型的反应机制，研究了聚合反应的影响因素，以获得合理的成型制度参数．实验结果证明，聚合反应速率随有机单体溶液的浓度升高和引发剂、催化剂的用量增加而加快，随浆料ＰＨ值升高而减慢．通过控制上述因素，可以获得理想的成型质量．

生物质固化成型的微观机理

通过对生物质固化成型微观机理的研究,建立了生物质固化成型的微观接触几何模型,确定了压辊对原料的正压力与生物质颗粒表面斜角之间的数学关系,正压力F的大小与颗粒表面斜角a_i的余弦成正比关系。通过对固化成型分子微观机理的研究,说明了固化成型燃料燃烧点低的原因。建立了生物质固化成型的能量微观机理,并从表面能角度揭示了固化成型燃料能量密度增加、燃烧值提高的机理。

基于光固化成型技术的空心叶片陶瓷铸型制造缺陷控制

陶瓷铸型是制造空心叶片的核心,相对于熔模铸造主流技术,基于光固化成型技术的一体化陶瓷铸型制造方法具有显著的优势:周期短、成本低、响应快,但如何控制铸型的缺陷是该方法发展的技术难题。为此,研究光固化原型台阶效应的解决方法,探讨铸型精细结构的凝胶注模复型行为,分析脱脂过程热应力对铸型质量的影响规律。结果表明:基于液态石蜡的流平性原理,可解决光固化树脂原型的台阶效应问题,显著减小原型表面粗糙度;随温度升高,覆膜RP60石蜡单层厚度减小,90℃时稳定在0.06 mm左右;当陶瓷浆料固相体积分数不大于62%时,可实现0.5 mm细小特征陶瓷铸型的凝胶注模真空无缺陷复型;通过镂空处理,脱脂陶瓷铸型无缺陷、精度较高。

秸秆固化成型工艺对成型块品质的影响

以玉米秸秆为研究对象,采用自制秸秆固化成型设备生产成型块,分别考察成型压力、加热温度及物料含水率对成型块物理品质和力学性能的影响,引入轴向位移、径向峰值位移、峰值压力和名义应力等概念衡量成型块的力学性能。研究表明：成型压力、温度及物料含水率对成型块的松弛密度、抗变形性和抗渗水性影响显著,当压力在60~90 MPa,加热温度在75~100℃,物料含水率在8%~12%时,可以生产出性能优良且便于储运的成型块。

基于面成型光固化3D打印制件的尺寸精度

利用面成型光固化3D打印平台制作80 mm×10 mm×4 mm的光敏树脂长方体样件,研究了分层厚度、曝光时间、回合等待时间等因素对制件尺寸精度的影响。利用正交试验法和极差分析法,确定了制件尺寸精度最佳的参数组合。结果表明,随着分层厚度和曝光时间的增加,制件的尺寸精度呈现由低到高再到低的趋势;随着回合等待时间的增加,制件的尺寸精度由低到高并趋于稳定。由极差分析得知,使制件获得最高尺寸精度的最佳参数组合为分层厚度0.15 mm、曝光时间25 s、回合等待时间20 s,此时高度方向尺寸精度误差为1.05%。

光固化成型中紫外光源-光纤耦合研究

CPS( Compact Prototyping System)光固化成型系统中 ,以紫外灯作为光源 ,通过光纤传输紫外光到液面 ,进行扫描成型 .光源通过椭球反射镜集光 ,在焦点处与光纤耦合 ,提高了光源 -光纤的耦合效率 ,在实际的光源 -光纤耦合中 ,光纤的装配存在着角度误差、离焦误差、离轴误差三种形式 ,这些误差影响传输光束的传输效率 .在光纤的输出端 ,聚焦透镜将紫外光汇聚 ,光斑尺寸更小 ,能量更加集中 .CPS成型机中使用的紫外光的能量并不是均匀分布的 ,光斑的中心能量高 ,边缘能量低 。

快速成型技术及光固化树脂研究进展

简要介绍了光固化成型技术的基本原理、光固化树脂的组成、光固化成型技术的应用及发展趋势,对光固化成型技术能够实施逐点扫描成型的原因,以及光固化成型过程中的固化收缩进行了阐述。