[发明专利]一种陶瓷型芯开孔隙率测试设备及其测试方法

说明书

本发明提供一种陶瓷型芯开孔隙率测试设备及其测试方法，陶瓷型芯开孔隙率测试设备包括：第一称重结构、第二称重结构和数据处理‑显示模块，所述第一称重结构设置于空气中，所述第二称重结构设置于溶液中，陶瓷型芯样品能够依次经过所述第一称重结构称重、所述第二称重结构称重和所述第一称重结构称重，所述数据处理‑显示模块能够根据检测出的多个重量进行计算以获得所述陶瓷型芯样品的开孔隙率W。根据本发明能够准确且高效地获得陶瓷样品的孔隙率，设备高度集成化，操作规范化，测试结果稳定性高、误差小、操作简单、测试速度快。

技术领域

本发明涉及精密铸造技术领域，具体涉及一种陶瓷型芯开孔隙率测试设备及其测试方法。

背景技术

随着航空发动机性能的提高，具有复杂内腔冷却结构的单晶高温合金空心叶片的制备日益紧迫。单晶高温合金空心叶片是通过精密铸造技术制备的，陶瓷型芯是制备空心内腔结构的关键中间部件，受到精密铸造领域广泛关注。为应对型芯结构越来越复杂对传统热压注工艺型芯制备技术的挑战，需要一种新技术来弥补传统技术制造复杂结构陶瓷型芯周期长、成本高、复杂结构难以制备的缺陷。光固化3D打印陶瓷技术已应用于陶瓷型芯领域，实现了复杂结构陶瓷型芯的快速制备。光固化3D打印陶瓷型芯最主要的性能指标是提升抗弯强度的同时需要较高的开孔隙率(超过30％)。开气孔隙率的检测对光固化3D打印陶瓷型芯至关重要。

现有开气孔隙率的测试方法但并未构建陶瓷型芯专用的集成化检测设备。尤其新引入精密铸造陶瓷型芯领域的光固化3D打印陶瓷型芯技术面向的更复杂结构陶瓷型芯，出现开气孔隙率测试误差大、测试效率低的问题，亟需构建集成、智能、专用的光固化3D打印陶瓷型芯开气孔隙率设备。

由于现有技术的光固化3D打印陶瓷型芯开孔隙率测试设备存在开气孔隙率测试误差大、测试效率低等技术问题，因此本发明研究设计出一种陶瓷型芯开孔隙率测试设备及其测试方法。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的光固化3D打印陶瓷型芯开孔隙率测试设备存在开气孔隙率测试误差大、测试效率低的缺陷，从而提供一种陶瓷型芯开孔隙率测试设备及其测试方法。

为了解决上述问题，本发明提供一种陶瓷型芯开孔隙率测试设备，其包括：

第一称重结构、第二称重结构和数据处理-显示模块，所述第一称重结构设置于空气中，所述第二称重结构设置于溶液中，陶瓷型芯样品能够依次经过所述第一称重结构称重、所述第二称重结构称重和所述第一称重结构称重，所述数据处理-显示模块能够根据检测出的多个重量进行计算以获得所述陶瓷型芯样品的开孔隙率W。

在一些实施方式中，所述陶瓷型芯样品能先经所述第一称重结构称重，获得重量m1；接着所述陶瓷型芯样品能从所述第一称重结构中被取出，而被送入所述第二称重结构中并被完全浸泡在溶液中进行称重，获得重量为m2；接着所述陶瓷型芯样品能从所述第二称重结构中被取出，而被送入所述第一称重结构再次称重，此时重量为m3；在所述陶瓷型芯样品从所述第二称重结构中被取出后，所述陶瓷型芯样品的多孔结构中被灌满溶液，所述数据处理-显示模块能够根据m1、m2和m3计算得出陶瓷型芯的开气孔隙率W。

在一些实施方式中，所述陶瓷型芯样品的体积Vs＝(m3-m2)/ρ_液，其中ρ_液为溶液的密度，所述陶瓷型芯样品的密度ρ_样＝m1/Vs。

在一些实施方式中，所述开气孔的体积Vv＝(m3-m1)/ρ_液。

在一些实施方式中，所述开气孔隙率W的计算公式为：W＝Vv/Vs＝(m3-m1)/(m3-m2)*100％。

在一些实施方式中，所述第一称重结构还包括空气容器和空气托盘，所述空气托盘设置于所述空气容器中，所述空气容器设置于空气中，所述空气托盘能够支承所述陶瓷型芯样品于其上并对所述陶瓷型芯样品在空气中的重量进行称重。