[发明专利]一种仿铁定甲虫仿生结构的深海抗压容器的制备方法

权利要求书

1.一种仿铁定甲虫仿生结构的深海抗压容器的制备方法，其特征在于：该方法采用的仿铁定甲虫仿生结构的深海抗压容器包括腔体和盖体，所述腔体的外壁为回转体，回转体的母线除两端为直线外，其余部分由光顺连接的多条曲线组成，且回转体的母线两端均开放；回转体除了顶部和底部内凹部分外，其余部分横截面由顶部至底部先增大后减小，且底部设有倒置碗状回转凹槽；所述腔体的内部设有回转空腔一和回转空腔二；回转空腔一位于回转空腔二顶部，且回转空腔一与回转空腔二不连通；回转空腔一的母线除两端为直线外，其余部分由光顺连接的多条曲线组成，且回转空腔一的母线两端均开放；回转空腔一靠近回转空腔二的部分横截面由顶部至底部逐渐减小；所述回转空腔二的母线为卵状的封闭曲线；腔体顶部加工有螺纹孔，螺纹孔内端与回转空腔一顶部连通；螺纹孔的内螺纹牙型为椭球形；所述盖体的侧壁加工有外螺纹，外螺纹的牙型也为椭球形；所述盖体的外螺纹与腔体顶部的螺纹孔连接；

该方法具体如下：

步骤一、用3D打印技术制备盖体和腔体的铸型模具，再将熔融的TC4钛合金注入打印好的盖体和腔体铸型模具中，得到盖体和腔体，然后对盖体和腔体进行表面处理；

步骤二、将成型的盖体的外螺纹与腔体顶部的螺纹孔连接；

所述的步骤一具体过程如下：

①使用3D打印机打印出盖体和腔体的铸型模具初胚；

②将打印好的盖体和腔体铸型模具在170℃下保温完成盖体和腔体铸型模具初胚中粘结剂的固化；

③在20℃～25℃温度下将固化好的盖体和腔体铸型模具初胚浸入钇溶胶中浸泡，将浸泡好的盖体和腔体铸型模具初胚在温度为20～25℃和湿度为55％～65％的背阴条件下进行凝胶；

④将凝胶处理后的盖体和腔体铸型模具初胚喷上涂料，进行焙烧，然后冷却至室温，得到盖体和腔体铸型模具；

⑤在真空条件下将1900℃的TC4钛合金注入盖体和腔体铸型模具内，至钛合金凝固后，除去盖体和腔体铸型模具，取出成型的腔体和盖体；

⑥对成型的腔体和盖体表面采用喷砂方法进行清理，然后对清理后的腔体和盖体进行打磨。

2.根据权利要求1所述一种仿铁定甲虫仿生结构的深海抗压容器的制备方法，其特征在于：所述3D打印机使用的打印材料包含如下组分：90wt％覆膜锆砂、6wt％阻燃剂和4wt％填充材料；所述的填充材料包含氧化钇；所述覆膜锆砂的材料组分包含91.1wt％锆砂、5wt％固化剂、1.5wt％酚醛树脂、1.4wt％润滑剂和1.0wt％偶联剂。

3.根据权利要求2所述一种仿铁定甲虫仿生结构的深海抗压容器的制备方法，其特征在于：所述的固化剂为六亚甲基四胺。

4.根据权利要求2所述一种仿铁定甲虫仿生结构的深海抗压容器的制备方法，其特征在于：所述覆膜锆砂的具体制备方法为：将锆砂加热到190℃保温30分钟后，倒入混砂机中，搅拌30秒；加入偶联剂，使锆砂湿润均匀；待温度降至130℃,加入酚醛树脂，保持搅拌状态；降温至120℃时，加入润滑剂，保持搅拌状态；降温至90℃时，加入固化剂，保持搅拌状态；降温至80℃时，取出覆膜锆砂；平铺晾干使覆膜锆砂冷却至室温；将冷却的覆膜锆砂在60℃鼓风炉内烘干5小时；将烘干好的覆膜锆砂破碎，筛出粒径在100～160目的覆膜锆砂。

5.根据权利要求1所述一种仿铁定甲虫仿生结构的深海抗压容器的制备方法，其特征在于：所述椭球形牙型的长半轴与短半轴之比为1.8：1。

6.根据权利要求1所述一种仿铁定甲虫仿生结构的深海抗压容器的制备方法，其特征在于：所述盖体的外螺纹和腔体顶部的螺纹孔的圈数均为2、4或5。

7.根据权利要求1所述一种仿铁定甲虫仿生结构的深海抗压容器的制备方法，其特征在于：所述盖体的外螺纹与腔体顶部的螺纹孔连接状态下，盖体和腔体的椭球形牙型几何中心连线与腔体轴线之间的夹角为25°。