一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体。该一体化腔体包括多齿型前端密封盖、装药腔、连接器、上承压腔以及自锁密封盖，多齿型前端密封盖通过内螺纹拧入装药腔底端，可进行含能材料油墨的配制；连接器将装药腔和上承压腔固定密封连接，自锁密封盖与上承压腔卡扣连接，由此依次连接形成一体化腔体，所有材料均为防静电材料。本发明专利技术将含能油墨的配制与其转移入三维移动平台的两步过程合二为一，可以解决含能油墨在配制及转移过程中所存在的含能材料与腔体壁的摩擦、受压力不均、静电积累以及材料浪费，并且可有效解决含能油墨内部因搅拌产生的密度不均等问题，提高含能材料三维直写的可靠性以及安全性。

An integrated cavity for ink preparation and 3D direct writing of energetic materials

【技术实现步骤摘要】
一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体
本专利技术属于含能材料的装药领域，具体涉及一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体。
技术介绍
目前，随着微小型或小型化弹药、MEMS引信装置以及MEMS微推进芯片等先进武器系统的发展，对含能材料及其装药方式也提出了更高的要求，即含能药剂必须具备毫米级、微米级或更高精度的微观结构，此外，装药方式必须具备高精准度、自动化、智能化以及可批量安全装载等特点。目前满足芯片化装药要求的含能材料微装药方法有手工挤抹法、丝网印刷法、薄层炸药气相沉积法、真空注装法和直写入技术等。以上微装药方法均有其缺陷和不足，例如手工挤抹法需人工操作，使得装药分布不均匀、误差大，并且具有极大的危险性。丝网印刷法印刷过程较繁复，需要提前制版；装药密度较小，有时需重复印刷，装药周期长。对于薄膜炸药气相沉积法，其沉积条件不易控制，且炸药蒸发需要较高的温度，增加了操作的危险性；装药利用率低和生产效率低，不能满足高效快速批量化的装药。真空注装法易在药室内形成空腔，使装药密度不均匀。含能材料的三维直写技术是在三维打印技术迅速发展及成熟的基础上发展起来的新一代含能材料装药技术。该技术是将含能材料与粘结剂以一定的比例混合配制成具有流动性的含能油墨材料，借助计算机运动控制程序，在一定的成型环境下即可完成自动化装药。该方式在满足自动化、智能化装药的同时，极大程度地提高了含能材料生产过程中的安全性及生产效率，并且装药过程采用计算机控制，可以避免因人工因素引起的装药不均匀等缺陷，使得直写入技术具有生产效率高、产品一致性好、装入精确等优势。三维直写系统分为软件系统和硬件系统两个部分。软件系统主要是根据软件编程所设计的参数来控制硬件系统进行三维直写；硬件系统一般由气动控制机构和三维移动平台组成，主要是接受软件系统发出的指令完成相关的响应动作。三维移动平台中暂存材料的腔体和针头是影响含能材料三维直写的主要部件。目前三维直写所使用的腔体和针头的设计主要适用于常规材料。含能材料属于易燃易爆且具备极大爆炸威力的特殊材料，其对摩擦、静电、压力以及热量等外界刺激极为敏感；此外，含能材料作为三维直写油墨使用时每次不能制备过多，以防止过大的内部气压导致含能材料意外爆炸而产生安全隐患。因此，采用三维直写设备进行含能材料的直写，需针对含能材料的特殊性设计其专用腔体和针头。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种适用于含能材料三维直写的一体化腔体，克服含能油墨在制备及转移过程中所存在的含能材料与腔体壁的摩擦、受压力不均、静电积累以及材料浪费，并且可有效解决含能油墨内部因搅拌产生的密度不均等问题，可有效提高含能材料三维直写的可靠性以及安全性。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体，包括多齿型前端密封盖、装药腔、连接器、上承压腔以及自锁密封盖；所述的多齿型前端密封盖通过内螺纹拧入装药腔底端，所述连接器将装药腔和上承压腔固定密封连接，自锁密封盖与上承压腔卡扣连接，由此多齿型前端密封盖、装药腔、连接器、上承压腔以及自锁密封盖依次连接形成一体化腔体。进一步优选的，所述的装药腔底端由安装腔和固定环构成，固定环环绕安装腔外围并与其间隔一定距离，所述安装腔外壁设有外螺纹，所述固定环内壁设有内螺纹。进一步优选的，所述的多齿型前端密封盖由三层密封圈组成，高度在5-10mm之间可调，其中最内侧密封圈直径为6-8mm实体圆柱，用于插入装药腔底端的安装腔，实体圆柱外围依次设计中间密封圆环、最外侧密封圈，所述中间密封圆环内壁设有螺纹，中间密封圆环环绕实体圆柱，两者之间间隔一定距离，用于安装装药腔底端的安装腔并螺纹连接，最外侧密封圈的内壁设有螺纹，最外侧密封圈与中间密封圆环间隔一定距离，用于安装装药腔底端的固定环并螺纹连接。进一步优选的，安装腔、上承压腔均为圆柱腔体。进一步优选的，多齿型前端密封盖、装药腔、连接器、上承压腔以及自锁密封盖均采用防静电材料。进一步优选的，所述装药腔体的容量在1-20mL之间可调，直径在6-25mm之间可调，高度在20-50mm之间可调，壁厚在1-3mm之间可调。进一步优选的，装药腔底端的安装腔的高度5-10mm之间可调，直径为6-8mm。本专利技术的有益效果体现在以下几个方面：(1)该一体化腔体可将含能油墨的制备与转移到三维移动平台的两步过程合二为一，可有效提高含能油墨的制备效率，并且可降低因转移产生的含能材料浪费以及人工转移含能材料过程中产生的安全隐患。(2)该一体化腔体中多齿型前端密封盖的设计实体圆柱与装药腔底端的安装腔配合，可避免在配置过程中所装填的粘结液或者含能药剂流入装药腔底端的针头接口处，而导致含能油墨搅拌不均匀，油墨书写性能下降；连接器的设计可使装药腔与上承压腔分开，有利于含能材料的倒入，且装药腔体可根据含能材料配制的多少调节高度，避免含能油墨过多的粘结在腔体壁上，可有效改善含能油墨因管壁粘附而导致其受压力不均，提高含能油墨配制过程的精确度，减少含能油墨浪费。(3)该一体化腔体全部由防静电材料制备而成，可有效降低因气压推动产生的壁、面摩擦和静电积累等问题，有效提高含能油墨生产过程、三维直写过程以及后处理过程中的安全性。附图说明图1是适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体的示意图。图中：1—多齿型前端密封盖，2—装药腔，3—连接器，4—上承压腔，5—自锁密封盖。具体实施方式本实施例给出一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体设计。下面结合附图及优选实例对本专利技术做进一步的详述。本专利技术设计了一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体，该设计可以解决含能油墨在制备及转移过程中所存在的含能材料与腔体壁的摩擦、受压力不均、静电积累以及材料浪费，并且可有效解决含能油墨内部因搅拌产生的密度不均等问题，可有效提高含能材料三维直写的可靠性以及安全性。如图1所示，本专利技术提供的一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体设计，包括多齿型前端密封盖1、装药腔2、连接器3、上承压腔4、自锁密封盖5五部分。所述的多齿型前端密封盖1通过内螺纹拧入装药腔2底端，所述连接器3将装药腔2和上承压腔4固定密封连接，自锁密封盖5与上承压腔4卡扣连接，由此多齿型前端密封盖1、装药腔2、连接器3、上承压腔4以及自锁密封盖5依次连接形成一体化腔体。所述的装药腔2底端由安装腔和固定环构成，固定环环绕安装腔外围并与其间隔一定距离，所述安装腔外壁设有外螺纹，所述固定环内壁设有内螺纹。所述装药腔体2的容量在1-20mL之间可调，直径在6-25mm之间可调，高度在20-50mm之间可调，壁厚在1-3mm之间可调。装药腔底端的安装腔的高度5-10mm之间可调，直径为6-8mm。所述的多齿型前端密封盖1由三层密封圈组成，高度在5-10mm之间可调，其中最内侧密封圈直径为6-8mm实体圆柱，用于插入装药腔底端的安装腔，实体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体，其特征在于：所述的一体化腔体包括多齿型前端密封盖(1)、装药腔(2)、连接器(3)、上承压腔(4)以及自锁密封盖(5)五部分，所述的多齿型前端密封盖(1)通过内螺纹拧入装药腔(2)底端，所述连接器(3)将装药腔(2)和上承压腔(4)固定密封连接，自锁密封盖(5)与上承压腔(4)卡扣连接，由此多齿型前端密封盖(1)、装药腔(2)、连接器(3)、上承压腔(4)以及自锁密封盖(5)依次连接形成一体化腔体。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体，其特征在于：所述的一体化腔体包括多齿型前端密封盖(1)、装药腔(2)、连接器(3)、上承压腔(4)以及自锁密封盖(5)五部分，所述的多齿型前端密封盖(1)通过内螺纹拧入装药腔(2)底端，所述连接器(3)将装药腔(2)和上承压腔(4)固定密封连接，自锁密封盖(5)与上承压腔(4)卡扣连接，由此多齿型前端密封盖(1)、装药腔(2)、连接器(3)、上承压腔(4)以及自锁密封盖(5)依次连接形成一体化腔体。


2.根据权利要求1所述的一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体，其特征在于：所述的装药腔(2)底端由安装腔和固定环构成，固定环环绕安装腔外围并与其间隔一定距离，所述安装腔外壁设有外螺纹，所述固定环内壁设有内螺纹。


3.根据权利要求2所述的一种适用于含能材料油墨配制及三维直写的一体化腔体，其特征在于：所述的多齿型前端密封盖(1)由三层密封圈组成，高度在5-10mm之间可调，其中最内侧密封圈直径为6-8mm实体圆柱，用于插入装药腔底端的安装腔，实体圆柱外围依次设计中间密封圆环、最外侧密封圈，所述中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蕾，张方，王燕兰，韩瑞山，陈建华，褚恩义，
申请(专利权)人：中国兵器工业第二一三研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61