[发明专利]金属桥换能元及其制造方法

说明书

本发明涉及金属桥电爆器件，提供一种金属桥换能元及其制造方法，该金属桥换能元包括基片、在基片表面通过增材制造技术增加金属材料形成的金属桥层、在金属桥层的部分区域以及基片的部分区域通过增材制造技术增加非金属材料形成的飞片层、在飞片层上通过增材制造技术增加非金属材料形成的加速膛层，所述加速膛层的中心区域设置有小孔，所述金属桥层中没有覆盖非金属材料的区域作为金属桥换能元的电极。本发明提出的技术方案采用增材技术形成金属桥换能元各层结构，通过对该金属桥电爆器件中的核心部件采用依次成型方式形成分层结构，排除了制造过程中的人为干扰，保证了各个部件之间精确对位以及各层之间的紧密贴合。

技术领域

本发明属于金属桥电爆器件领域，特别涉及一种金属桥换能元及其制造方法。

背景技术

金属桥电爆器件只有在特定的放电回路中，而且电压大于500V的情况下才有可能被起爆，在人体静电、武器系统产生的静电以及杂散电流作用下不会发生意外作用，是一种高安全和高可靠性的火工品。金属桥电爆器件一般由基片、金属桥、飞片、加速膛、装药等组成，其中基片、金属桥、飞片和加速膛组成的金属桥换能元是金属桥电爆器件的核心部件。近年来，金属桥电爆器件低能化，集成化以及低成本成为研究热点。基于此，研究人员在放电回路参数优化，关键器件研制、金属桥构型及参数、飞片材料、加速膛材料及参数优化、始发装药的研制以及制造技术改进等方面开展了大量研究工作。

传统的金属桥电爆器件制造方法是采用机械加工与手工精密装配的方法，一方面，这种方法过程相对复杂，原材料成本与人力成本都较高，最终导致金属桥电爆器件的生产效率很低，造价很高；另一方面，在装配过程中，既需要保证金属桥中心桥区与加速膛的内孔精确对准，又需要保证基片、金属桥、飞片、加速膛和装药在轴向上紧密接触。该过程受到人为因素的干扰与决定性较大，对保证金属桥电爆器件的作用可靠性会产生一定影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属桥换能元及其制造方法，采用增材技术制造一种金属桥换能元，对该金属桥电爆器件中的核心部件采用依次成型方式形成分层结构，排除了制造过程中的人为干扰，保证了各层之间的精确对位以及各层之间的紧密贴合。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明首先涉及一种金属桥换能元，其包括基片、在基片表面通过增材制造技术增加金属材料形成的金属桥层、在金属桥层的部分区域以及基片的部分区域通过增材制造技术增加非金属材料形成的飞片层、在飞片层上通过增材制造技术增加非金属材料形成的加速膛层，所述加速膛层的中心区域设置有小孔，所述金属桥层中没有覆盖非金属材料的区域作为金属桥换能元的电极。

作为一种优选的实施方式，所述金属桥层的厚度为2～10μm，飞片层的厚度为20～150μm，加速膛层的厚度为200～800μm。

作为另一种优选的实施方式，所述非金属材料为聚对二甲苯材料或聚酰亚胺材料。

作为另一种优选的实施方式，所述加速膛层上的小孔的直径为1～2mm。

作为另一种优选的实施方式，所述基片为陶瓷基片或微晶玻璃基片。

本发明还涉及一种金属桥换能元的制造方法，该方法包括步骤：

A、在基片表面通过增材制造技术增加金属材料形成金属桥层；

B、在金属桥层的部分区域以及基片的部分区域通过增材制造技术增加非金属材料形成飞片层，所述金属桥层中没有覆盖非金属材料的区域作为金属桥换能元的电极；

C、在飞片层上通过增材制造技术增加非金属材料形成加速膛层，在形成加速膛层的过程中，在加速膛层的中心区域设置一个小孔。

作为一种优选的实施方式，所述步骤A之前还包括：采用丙酮、去离子水并通过标准的清洗工艺对基片的表面进行处理。