[发明专利]一种固液火箭发动机的嵌套式药柱成型系统及方法

权利要求书

1.一种固液火箭发动机的嵌套式药柱成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤100、设计并打印3D嵌套式药柱结构基体；

步骤200、准备药柱燃料，将药柱填充燃料按配比混合熔化；

步骤300、组装模具，将嵌套式药柱结构基体装入定型模具内；

步骤400、离心嵌套成型，利用离心机带动模具旋转，并且在模具内浇注药柱燃料；

步骤500、药柱后处理，打磨修剪药柱的首尾两端。

2.根据权利要求1所述的一种固液火箭发动机的嵌套式药柱成型方法，其特征在于，在步骤100中，嵌套式药柱结构基体成品的具体实现步骤为：

步骤101、使用三维制图软件确定药柱结构基体参数，并设计剖面为锯齿形的药柱嵌套式结构基体；

步骤102、将设计完的嵌套式结构基体三维图文件导入切片程序中切片；

步骤103、将切片后生成的打印文件导入3D打印机中，设置打印参数后开始基体打印。

3.根据权利要求1所述的一种固液火箭发动机的嵌套式药柱成型方法，其特征在于，在步骤200中，药柱燃料的准备过程具体为：

步骤201、将原材料按照比例配置药柱燃料；

步骤202、将配置好的燃料导入熔融搅拌机中，设置熔融温度将燃料搅拌熔化；

步骤203、燃料完全熔化后，将温度升高，搅拌速度降至10r/min，去除熔融燃料中的气泡；

步骤204、在燃料浇注前一段时间，将熔融搅拌机温度降低，直至燃料温度达到药柱浇注温度。

4.根据权利要求1所述的一种固液火箭发动机的嵌套式药柱成型方法，其特征在于，在步骤300中，组装模具的具体安装步骤为：

步骤301、在定型模具内壁均匀涂抹脱模剂；

步骤302、将打印完成的齿形嵌套式药柱结构基体装入定型模具内；

步骤303、将定型模具的两个端面用隔热片进行封装。

5.根据权利要求1所述的一种固液火箭发动机的嵌套式药柱成型方法，其特征在于，所述步骤400完成离心嵌套成型的具体步骤为：

步骤401、将组装好的模具装入离心机内；

步骤402、加热恒温输运管道，直到管道温度同样达到药柱燃料浇注温度；

步骤403、打开恒温输运管道阀门浇注，同时离心机按照转速为1400r/min工作；

步骤404、将熔融燃料分四次浇注在模具内，直至药柱内径与嵌套式结构药柱内径一致。

6.根据权利要求5所述的一种固液火箭发动机的嵌套式药柱成型方法，其特征在于，在步骤404中，熔融燃料四次浇注的具体过程为：

浇注药柱所需的1/4熔融燃料后，封闭恒温输运管道，等待40min-60min，直至模具内部的药柱温度降到室温，燃料完全收缩；

打开恒温输运管道继续浇注，浇注定量的1/4熔融燃料后，重复上述步骤，直至燃料完全填充模具。

7.一种固液火箭发动机的嵌套式药柱成型系统，其特征在于：包括3D基体打印模块（1）、燃料熔融搅拌机（2）、恒温输运管道（3）、药柱模具（4）和离心成型机（5），所述3D基体打印模块（1）打印的药柱结构基体可装入药柱模具（4）内，所述药柱模具（4）的两端均设有隔热片（6），所述隔热片（6）的尺寸由所需药柱尺寸和药柱模具（4）尺寸共同决定，所述恒温输运管道（3）的另一端穿过药柱模具（4）侧边的隔热片（6），所述隔热片（6）上设有套装在恒温输运管道（3）外表面的转动法兰（7），所述离心成型机（5）的输出套轴通过端盖（8）与药柱模具（4）另一侧边的隔热片（6）固定安装在一起。

8.根据权利要求7所述的一种固液火箭发动机的嵌套式药柱成型系统，其特征在于：所述端盖（8）上设有定时锁扣，并且与所述端盖（8）连接的所述隔热片（6）的内侧边缘设有若干均匀分布的T形卡板（9），所述药柱模具（4）的边缘设有与T形卡板（9）对应的限位卡槽（10）。