[发明专利]一种各向异性的复合推进剂增材制造路径规划方法

权利要求书

1.一种各向异性的复合推进剂增材制造路径规划方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：基于挤出成型增材制造工艺与复合推进剂原位制备特征，开展针对各向异性复合推进剂燃面与燃速性能需求的有限元分析，计算出推进剂各子药柱轴向高度Z_i、周向弧度θ_i、径向宽度R_i参数以及各子药柱对应的金属燃料和氧化剂燃料的比例参数；

S2：使用工艺软件在轴向、周向以及径向分割推进剂三维模型；

S3：在工艺软件中，针对S2生成的子扇环集Ⅱ中的各子扇环分别设置成形路径、氧化剂与金属燃料比例的工艺参数，并将工艺参数导出到工艺文件；

所述分割推进剂三维模型具体为：

S21：计算轴向高度Z_i的平面集，将各平面依次与圆柱体推进剂药柱模型进行面体相交运算，几何运算生成不同高度Z的子圆柱体集；

S22：对各子圆柱体进行切片分层，生成各层的二维圆环平面轮廓；

S23：从首层开始依次在周向分割各层二维圆环平面轮廓，先计算生成圆心角弧度为θ_i且半径大于圆柱体外径R的二维扇形集，将各扇形分别与圆环平面轮廓进行面面相交运算，几何运算生成不同圆心角弧度θ的二维扇环集Ⅰ；

S24：从首层开始在径向分割扇环集Ⅰ中的二维扇环形，分割方向扇环外径至内径方向，计算生成半径为圆心角弧度θ的二维扇形，用该二维扇形裁剪扇环生成扇宽为R_i的子扇环集Ⅱ；

在所述S3中，为提高药柱成形质量，在计算各子扇环成形路径时，周向分割平面轮廓后，将下一相邻扇环距离前一扇环最近点作为该扇环打印的起点；径向分割扇环后，扇环所在层的药柱打印方向由外子扇环至内或由内子扇环至外排序，相邻两层子扇环排序方向相反；

为提高药柱成形精度，采用的成形路径包括轮廓偏置填充和螺旋线填充；

为实现各子扇环氧化剂与金属燃料出料量控制，基于挤出成型的增材制造设备通过螺杆与控制电机转速实现。

2.根据权利要求1所述的一种各向异性的复合推进剂增材制造路径规划方法，其特征在于：在所述S2中，对推进剂药柱模型分割时，根据固体推进剂性能需求，在轴向、周向以及径向三个维度中的任意一个、两个或三个维度对药柱模型进行分割。

3.根据权利要求1所述的一种各向异性的复合推进剂增材制造路径规划方法，其特征在于：在所述S2中，药柱模型分割过程中，不同子圆柱体切片分层设置相同或不同层厚。

4.根据权利要求1所述的一种各向异性的复合推进剂增材制造路径规划方法，其特征在于：所述基于挤出成型的增材制造设备所采用的推进剂包括：热塑性复合推进剂、光固化复合推进剂和室温快速固化复合推进剂。