双基发射药挤出式3D打印技术

为了研制复杂几何形状的发射药,采用双基发射药挤出式3D打印工艺,通过螺杆挤出式发射药3D打印机打印出方形、车轮形、星孔形和花边七孔双基发射药,对打印发射药的表面结构、尺寸均匀性、密度和力学性能进行表征。结果表明,打印发射药的表面较光滑、无明显瑕疵;花边七孔发射药的尺寸均匀性达到传统方式制备发射药的标准,车轮形发射药弧厚的尺寸均匀性较好,标准偏差为0.026 mm,相对标准偏差为0.92%;方形发射药的密度较高（1.567 g·cm^-3）,其他发射药的密度为1.549~1.559 g·cm^-3;打印填充路径为同心线（填充线方向与拉伸方向平行）和直线（填充线方向与拉伸方向垂直）的发射药试样的拉伸强度分别为14.467 MPa和10.789 MPa,前者与传统方式制备的发射药拉伸强度相当。实现具有弧度和角度的多种几何形状发射药的良好打印为复杂几何形状发射药的制备提供了基础。     

数值模拟在含能材料焚烧炉设计中的应用

为保证焚烧过程的安全,焚烧炉必须能够承受废弃含能材料在焚烧过程中意外爆炸产生的冲击作用。依据抗爆要求,分别采用动力系数法和英国原子能武器机构(Atomic Weapons Establishment)提出的方法(AWE方法)对废弃含能材料立式焚烧炉壳体进行了设计,通过AUTODYN软件对设计的焚烧炉在含能材料爆轰情况下壳体受力情况等进行了三维数值模拟,对烟气出口大小、出口位置和含能材料爆炸位置对焚烧炉抗爆性能的影响进行了分析。数值模拟结果表明:烟气出口的存在破坏了壳体的连续性,在出口附近出现应力集中,最大应力出现在出口上边缘;随着出口直径增大、出口圆心位置距壳体封盖越近、含能材料爆炸位置距出口越近,出口上边缘的应力集中越严重;当含能材料与焚烧炉壳体距离较近时,爆炸会使壳体产生塑性变形。因此,在烟气出口直径确定的情况下,采取出口圆心位置尽量远离封盖、出口处设置补强圈、含能材料与壳体保持一定的距离等措施保证焚烧过程的安全性。     

挤出沉积3D打印工艺参数对发射药尺寸及拉伸强度的影响

针对现有发射药制造存在成型结构简单、难以满足日益增长的复杂结构需求,基于挤出式3D打印技术建立挤出沉积模型,确定挤出3D打印过程的重要工艺参数,开展3D打印工艺参数对发射药成型尺寸及拉伸强度影响的实验研究,分析针头内径、打印速度、底板温度等工艺参数对发射药尺寸和拉伸强度的影响.结果表明:针头内径为0.7 mm、打印速度...     

基于挤出沉积技术的发射药3D打印机设计及制备

以挤出沉积技术为核心、针对发射药黏度高、不能高温加热的性质,设计了发射药挤出沉积快速成型系统,并搭建了完整样机.以硝化棉为主的某ZY发射药为原料,制备出27.3％、33.3％、38.5％、42.9％、46.7％、50％等不同浓度物料,通过3D打印挤出实验,发现针头内径与物料浓度之间存在多项式函数关系,确定了填充速度范围为2～4 mm·s-1、填充率范围为70％～90％、底板温度范围为25～45℃;在此基础上,使用发射药3D打印机打印发射药,并进行压缩实验,结果表明发射药压缩强度最高可达为230 MPa.