含能材料3D打印系統(tǒng)
突破傳統(tǒng)工藝限制，實現(xiàn)炸藥、推進劑等含能材料精密成型的革命性制造技術(shù)。
森工科技含能材料3D打印系統(tǒng)，是一款通過擠出-沉積工藝實現(xiàn)炸藥、推進劑等含能材料精密成型的專用增材制造系統(tǒng)，其核心價值在于突破了傳統(tǒng)工藝的結(jié)構(gòu)限制和性能瓶頸。
該系統(tǒng)通過數(shù)字化逐層堆積，可制造傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的復(fù)雜裝藥結(jié)構(gòu)（如空心、蜂窩、梯度等），顯著提升燃燒效率和爆轟控制精度。相比傳統(tǒng)工藝，其設(shè)計自由度更高（燃面可編程）、研發(fā)周期更短、單件成本更低，同時實現(xiàn)人機分離的安全生產(chǎn)模式。能推動含能器件從"制造適合設(shè)計"向"設(shè)計適合功能"的范式轉(zhuǎn)變，成為含能材料加工領(lǐng)域革命性的制造手段。
該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，能夠提供各種功能的個性化定制，滿足不同材料及不同應(yīng)用場景的需求。同時，還能提供粘結(jié)劑噴墨打印技術(shù)的3D打印系統(tǒng)，能通過粘結(jié)劑墨水把含能粉末直接固化成型，提高含量材料的固含量。
系統(tǒng)特點
融合多項安全設(shè)計與先進技術(shù)，滿足含能材料精密成型的嚴苛要求。
安全性強化設(shè)計
- 防爆與防靜電：設(shè)備采用防爆結(jié)構(gòu)及材料需達到EXIIBT4級，避免火花或靜電引發(fā)意外；接地系統(tǒng)降低燃爆風(fēng)險；
- 電器分離防爆箱：通過物理隔離潛在點火源與危險環(huán)境，防止電火花、高溫或電弧引燃易燃易爆物質(zhì)，從而保障高危工藝的本質(zhì)安全；
- 防爆伺服電機：定位精度1μm，額定轉(zhuǎn)速/最高轉(zhuǎn)速300/600rpm，防爆等級EXdIIBT4級；
- 斷電防撞擊：發(fā)生意外碰撞或沖擊時，立即停止設(shè)備運行，避免因機械損壞導(dǎo)致電氣短路、火花、設(shè)備故障，甚至火災(zāi)或爆炸；
- 防爆壓力溫度檢測：搭載防爆壓力及溫度傳感器，防爆等級EXd IIBT4級，膜片耐溫250℃，精準測量材料的溫壓，能實時監(jiān)測打印過程中的壓力和溫度變化，超出安全范圍立即警報并啟動應(yīng)急措施；
- 耐高溫玻璃觀察窗：可快速識別設(shè)備內(nèi)部異常，無需打開設(shè)備，減少風(fēng)險，耐高溫玻璃具有高強度（抗彎強度＞100MPa）和抗熱震性（ΔT＞500°C），可承受爆炸沖擊或壓力驟變，防止高危物質(zhì)外泄；
- 人機分離遠程控制：設(shè)置設(shè)備間、電器間、操作間三者分離，提高操作安全系數(shù)，減少電磁干擾確保遠程信號穩(wěn)定性，維護人員可針對單一模塊檢修，無需整體停機；
- 兩級安全急停：初級急停在設(shè)備檢測到局部異常時觸發(fā)，立即停止機械運動部件，保留系統(tǒng)部分功能；高級急停在發(fā)生無法控制的風(fēng)險時觸發(fā)，強制切斷所有電力、流體等全系統(tǒng)功能；
多形態(tài)材料兼容性
可適配粉末、漿料、凝膠等多種形態(tài)的含能材料，通過參數(shù)調(diào)整（如粘度、固化速度）優(yōu)化打印效果；
封閉式操作環(huán)境
全封閉打印艙配備負壓系統(tǒng)及保溫措施，防止有毒揮發(fā)物泄漏及確保內(nèi)部恒溫，同時隔離外部環(huán)境溫度干擾；
智能化與自動化
聯(lián)動控制，對打印過程進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)溫度及壓力實時在線監(jiān)控，具備參數(shù)異常預(yù)警與緊急停機等功能；
耐腐蝕材料軟硬構(gòu)造
關(guān)鍵部件(噴嘴，柱塞)采用黃銅材料，抵抗含能材料的化學(xué)腐蝕，較軟的黃銅會在接觸時輕微變形，避免硬碰硬摩擦產(chǎn)生高溫火花，實際中在高壓推送含能材料時，黃銅柱塞與鋼質(zhì)套筒配合，黃銅的“讓步”特性可大幅降低金屬間劇烈摩擦的風(fēng)險，從根源上杜絕起火隱患；
微真空系統(tǒng)
旋片工業(yè)真空泵，工作真空值為2KPa，打印腔室抽真空，具備加料后的物料真空濾除氣泡能力，優(yōu)化材料流動性與填充精度，真空系統(tǒng)獨立于打印機之外，并在電腦上集中控制；
紫外輻射固化
夾具可多維度調(diào)節(jié)，設(shè)計為兩路或多路照射，機器有攜帶紫外固化功能，紫外固化模塊支持4波長紫外固化燈（365、385、395、405nm），實現(xiàn)距離、照射角度、光功率等多參數(shù)可調(diào)；
料筒加熱
溫控精準，分段加熱，分段檢測溫度，搭載六路水路包含4路料筒，1路腔體，1路平臺循環(huán)加熱，最高100℃（可獨立調(diào)溫，溫度控制精度±2℃）；
腔體加熱
腔體搭載水循環(huán)實現(xiàn)打印倉室和底部帶加熱功能（封閉），并內(nèi)置保溫棉保溫防止溫度泄露，實現(xiàn)溫度不高于100℃，溫度控制精度±2℃；
多功能平臺
①多功能：能夠負載10kg，平臺設(shè)計成可拓展結(jié)構(gòu)，提供孔位便于后面安裝多軸平臺拓展曲面異型打印，安裝磁鐵，可以使用磁吸不銹鋼板，方便模型收?。虎谄脚_加熱：搭載水循環(huán)加熱，最高100℃，精度±2℃；
噴頭直徑定制化
多規(guī)格可選0.8,1.0,1.2,1.4,2.0mm；
防爆料溫料壓檢測
搭載防爆壓力及溫度傳感器，防爆等級EXd IIBT4級，膜片耐溫250℃，精準測量材料的溫壓，實時監(jiān)測管理及實時反饋機制，實現(xiàn)材料處理的安全性、穩(wěn)定性和工藝可重復(fù)性；
雙料筒設(shè)計
①.氣缸控制料筒升降，輪流切換工作，避免空閑料筒對打印件的干擾；②.通過兩個獨立料筒的協(xié)同工作，實現(xiàn)不間斷供料、材料快速切換；
耐高溫玻璃觀察窗
通過觀察窗可以快速識別設(shè)備內(nèi)部的堵塞或異常情況，而無需打開設(shè)備，從而減少風(fēng)險，耐高溫玻璃具有高強度（抗彎強度＞100MPa）和抗熱震性（ΔT＞500°C），可承受設(shè)備內(nèi)部爆炸沖擊或壓力驟變，防止高危物質(zhì)外泄；
運動結(jié)構(gòu)
隱藏式結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)防塵的同時可進行材料二次回收避免浪費；
工作空間
260x260x380mm；
料倉容量
單料筒容積1.5L，雙料筒可實現(xiàn)3.0L的有效容積；
易清洗
打印頭設(shè)計成三部分，柱塞體和噴頭分離可拆可裝，可以有效提高拆卸和更換清洗的便利性；
機械過載保護
機械運動保護檢測電機電流數(shù)值過載停機和增加限位裝置遇到緊急情況起到緩沖保護作用；
超聲共振輔助系統(tǒng)
實現(xiàn)高固含量物料的擠出，在噴嘴處布置超聲共振輔助系統(tǒng)針對材料高粘度，超聲波振動料筒內(nèi)壁形成氣泡便于擠出，超聲具有防爆EXd IIBT4級要求，支持連續(xù)24小時工作；
軟件系統(tǒng)
結(jié)合切片軟件預(yù)演打印過程，實現(xiàn)打印成型路徑規(guī)劃、溫度、壓力等參量的實時檢測，分為一二級工作平臺點擊直接跳轉(zhuǎn)，具備參數(shù)異常預(yù)警與緊急停機等功能，通過傳感器反饋優(yōu)化參數(shù)（如壓力、速度）；
模塊化可定制
支持雙頭斷料續(xù)打功能或預(yù)留拓展塢（多軸平臺拓展曲面異型打?。?，適應(yīng)從常規(guī)打印轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾较虼蛴〉牟煌枨螅?
功能應(yīng)用
為含能材料加工帶來革命性突破的應(yīng)用場景
復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)制造
突破傳統(tǒng)工藝限制，實現(xiàn)多孔、蜂窩或梯度結(jié)構(gòu)等復(fù)雜幾何形狀的精確成型，優(yōu)化能量釋放效率。
- 推進劑燃速精確調(diào)控；
- 多孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化能量輸出；
- 梯度材料分布設(shè)計。
定制化生產(chǎn)
快速響應(yīng)小批量、多品種需求，為軍工定制彈藥、航天器推進裝置等提供特殊形狀設(shè)計與制造解決方案。
- 小批量特種彈藥生產(chǎn)；
- 航天器異形推進裝置；
- 個性化含能器件研發(fā)。
快速原型開發(fā)
數(shù)小時內(nèi)完成從設(shè)計到實物的迭代過程，顯著縮短含能器件研發(fā)周期，加速新型配方驗證。
- 設(shè)計迭代效率提升80%；
- 新型配方快速驗證；
- 研發(fā)周期縮短50%。
