含能材料3D打印系統(tǒng)
突破傳統(tǒng)工藝限制，實現炸藥、推進劑等含能材料精密成型的革命性制造技術。
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)工藝的結構限制和性能瓶頸。
該系統(tǒng)通過數字化逐層堆積，可制造傳統(tǒng)方法無法實現的復雜裝藥結構（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，同時實現人機分離的安全生產模式。能推動含能器件從"制造適合設計"向"設計適合功能"的范式轉變，成為含能材料加工領域革命性的制造手段。
該系統(tǒng)采用模塊化設計，能夠提供各種功能的個性化定制，滿足不同材料及不同應用場景的需求。同時，還能提供粘結劑噴墨打印技術的3D打印系統(tǒng)，能通過粘結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
融合多項安全設計與先進技術，滿足含能材料精密成型的嚴苛要求。
安全性強化設計
- 防爆與防靜電：設備采用防爆結構及材料需達到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，從而保障高危工藝的本質安全；
- 防爆伺服電機：定位精度1μm，額定轉速/最高轉速300/600rpm，防爆等級EXdIIBT4級；
- 斷電防撞擊：發(fā)生意外碰撞或沖擊時，立即停止設備運行，避免因機械損壞導致電氣短路、火花、設備故障，甚至火災或爆炸；
- 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急措施；
- 耐高溫玻璃觀察窗：可快速識別設備內部異常，無需打開設備，減少風險，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，防止高危物質外泄；
- 人機分離遠程控制：設置設備間、電器間、操作間三者分離，提高操作安全系數，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，通過參數調整（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)物泄漏及確保內部恒溫，同時隔離外部環(huán)境溫度干擾；
智能化與自動化
聯動控制，對打印過程進行實時監(jiān)控，實現溫度及壓力實時在線監(jiān)控，具備參數異常預警與緊急停機等功能；
耐腐蝕材料軟硬構造
關鍵部件(噴嘴，柱塞)采用黃銅材料，抵抗含能材料的化學腐蝕，較軟的黃銅會在接觸時輕微變形，避免硬碰硬摩擦產生高溫火花，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
夾具可多維度調節(jié)，設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），實現距離、照射角度、光功率等多參數可調；
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℃（可獨立調溫，溫度控制精度±2℃）；
腔體加熱
腔體搭載水循環(huán)實現打印倉室和底部帶加熱功能（封閉），并內置保溫棉保溫防止溫度泄露，實現溫度不高于100℃，溫度控制精度±2℃；
多功能平臺
①多功能：能夠負載10kg，平臺設計成可拓展結構，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，方便模型收取；②平臺加熱：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，實現材料處理的安全性、穩(wěn)定性和工藝可重復性；
雙料筒設計
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同工作，實現不間斷供料、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備內部的堵塞或異常情況，而無需打開設備，從而減少風險，耐高溫玻璃具有高強度（抗彎強度＞100MPa）和抗熱震性（ΔT＞500°C），可承受設備內部爆炸沖擊或壓力驟變，防止高危物質外泄；
運動結構
隱藏式結構設計，實現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3.0L的有效容積；
易清洗
打印頭設計成三部分，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)
結合切片軟件預演打印過程，實現打印成型路徑規(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，具備參數異常預警與緊急停機等功能，通過傳感器反饋優(yōu)化參數（如壓力、速度）；
模塊化可定制
支持雙頭斷料續(xù)打功能或預留拓展塢（多軸平臺拓展曲面異型打印），適應從常規(guī)打印轉變?yōu)槎喾较虼蛴〉牟煌枨螅?
功能應用
為含能材料加工帶來革命性突破的應用場景
復雜幾何結構制造
突破傳統(tǒng)工藝限制，實現多孔、蜂窩或梯度結構等復雜幾何形狀的精確成型，優(yōu)化能量釋放效率。
- 推進劑燃速精確調控；
- 多孔結構優(yōu)化能量輸出；
- 梯度材料分布設計。
定制化生產
快速響應小批量、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計與制造解決方案。
- 小批量特種彈藥生產；
- 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)
數小時內完成從設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。
- 設計迭代效率提升80%；
- 新型配方快速驗證；
- 研發(fā)周期縮短50%。
