高精度光敏树脂模型的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种高精度光敏树脂模型的制作方法，包括以下步骤：a、采用激光快速成型技术进行光敏树脂模型的初加工；b、光敏树脂模型中主要受力部位作为关键部位，对关键部位采用机械加工方式进行光敏树脂模型的精加工；c、光敏树脂模型后处理：进行光敏树脂模型的修复及尺寸计量检测，以保证光敏树脂模型的尺寸精度；d、制作形成高精度光敏树脂模型。光敏树脂模型制作的效率高、精度高，有利于缩短光弹性试验的周期、提高试验的精度，不需要新增加设备和新工艺。能满足原型为高精度构件的试验需要，制作的光弹性模型能达到与原型同等的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空发动机零件检测
，特别地，涉及一种高精度光敏树脂模型的制作方法。
技术介绍
三维光弹性试验技术是唯一的全场性分析结构内应力分布的实验方法。它是一种全场性测量方法，用这种方法能了解到结构物内应力分布的全貌，能清晰地反映出应力集中现象，立即得到应力集中系数，能容易地确定最大应力值及其所在位置，更能方便地获得结构物的边界应力值，结果直观性强、一目了然。该技术目前在数字化方法的验证和建模是否有效上占有重要地位。光弹性试验需要光弹性模型，制作航空发动机复杂构件的光弹性模型长期以来周期比较长，成本比较高，利用激光快速成型技术制作光敏树脂模型是十分快捷的制作方法。制作光敏树脂模型用于三维光弹性试验，在医学行业以及建筑等行业得到广泛应用，取得了良好的效果，但对制作航空发动机复杂构件的光弹性模型存在两个主要不足：一是提高尺寸精度成本高；二是现有精度会引起比较大的试验误差。用光敏树脂为原材料，通过激光快速成型技术直接成型光弹性模型时，尺寸的误差在0.1mm，它对高精度的航空部件光弹性试验有时会引起30％以上的试验误差。采用激光快速成型技术直接制作光敏树脂光弹性模型时，高精度的成型机制作出来的模型尺寸的误差也有0.1mm，现有快速成型技术的尺寸精度要达到0.01mm甚至更高，技术上难度大而且成本高，在现有基础上进一步提高精度需要综合提高多学科的技术水平，如激光器、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机数字控制(CNC)、精密伺服电机驱动和新材料等先进技术。这种技术攻关需要较多资金支持。采用真空浇注技术制作环氧树脂光弹性模型时，主要不足之处是模型制作的周期比较长，目前再提高制作效率可能性不大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高精度光敏树脂模型的制作方法，以解决现有光敏树脂模型制作方法得到的光敏树脂模型的尺寸精度不能满足航空发动机高精度复杂构件光弹性试验要求；要满足航空发动机高精度要求的制作成本高的技术问题。本专利技术提供一种高精度光敏树脂模型的制作方法，包括以下步骤：a、采用激光快速成型技术进行光敏树脂模型的初加工；b、光敏树脂模型中主要受力部位作为关键部位，对关键部位采用机械加工方式进行光敏树脂模型的精加工；c、光敏树脂模型后处理：进行光敏树脂模型的修复及尺寸计量检测，以保证光敏树脂模型的尺寸精度；d、制作形成高精度光敏树脂模型。进一步地，步骤a中的光敏树脂模型的初加工具体为：根据三维光弹性试验目的选取原型的局部设计试验模型，选择局部设计试验模型形状与原型的比例；局部设计试验模型以外的其他部分均根据等效原理采用等效块进行替代。进一步地，初加工的模型设计采用一体化设计方式，即需要试验的模型与试验转接段设计为一个整体，试验时直接加载即可。进一步地，主要受力部分的关键部位以外的其他部分均采用激光快速技术直接成型。进一步地，步骤b中的光敏树脂模型的精加工具体为：关键部位采用机械加工的方式，采用的加工设备与原型相同。进一步地，原型涡轮的榫槽加工精度为0.01mm；原型采取拉床加工，光弹性模型榫槽使用同一拉刀加工；原型的榫头采用磨床加工，光弹性模型榫头也采用磨床加工。进一步地，步骤c中的光敏树脂模型后处理具体为：光敏树脂模型在精加工的过程中容易存在刮痕以及轻微的碰伤，若损伤不是在受力的关键部位或在关键部位的附近，采用细砂纸进行打磨；次要部位的尺寸计量时允许最大误差为0.1mm，但关键部位的尺寸误差必须满足模型设计的要求，尤其是加载的定位尺寸必须准确，光敏树脂模型的灵敏度低，相同的应力条纹对应的载荷较大，需要装配检查确保不发生偏载影响试验的精度。进一步地，步骤c与步骤d之间加入提高光弹性灵敏度的处理方法，以提高光敏树脂模型的光弹灵敏度。进一步地，提高光弹性灵敏度的处理方法具体为：将光敏树脂模型放入到酒精溶液或丙酮溶液中清洗附着于光敏树脂模型表面的液体部分；取出光敏树脂模型，待到常温下表面酒精完全挥发后，进行光照固化成形；将光照固化后的光敏树脂模型进行加热烘干，并在常温下静置降温至常温。进一步地，酒精浓度为95％-99.5％。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术高精度光敏树脂模型的制作方法，光敏树脂模型制作的效率高、精度高，有利于缩短光弹性试验的周期、提高试验的精度，不需要新增加设备和新工艺。采用试验模型和转接段一体化设计并采用激光快速成型技术一次初加工完毕，减少了加工环节；同时由于没有了转接可能损耗载荷这个环节，光敏树脂模型和转接段作为一个整体更能确保载荷传递到位，有利于提高试验精度，可降低10％左右的试验误差。光敏树脂模型精度高，误差由现有制作方式产生的0.1mm降低至0.01mm，精度提高了一个数量级，可降低15％左右的试验误差，能满足原型为高精度构件的试验需要，制作的光弹性模型能达到与原型同等的精度。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的高精度光敏树脂模型的制作方法的步骤流程框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。图1是本专利技术优选实施例的高精度光敏树脂模型的制作方法的步骤流程框图。如图1所示，本实施例的一种高精度光敏树脂模型的制作方法，包括以下步骤：a、采用激光快速成型技术进行光敏树脂模型的初加工；b、光敏树脂模型中主要受力部位作为关键部位，对关键部位采用机械加工方式进行光敏树脂模型的精加工；c、光敏树脂模型后处理：进行光敏树脂模型的修复及尺寸计量检测，以保证光敏树脂模型的尺寸精度；d、制作形成高精度光敏树脂模型。本专利技术高精度光敏树脂模型的制作方法，光敏树脂模型制作的效率高、精度高，有利于缩短光弹性试验的周期、提高试验的精度，不需要新增加设备和新工艺。采用试验模型和转接段一体化设计并采用激光快速成型技术一次初加工完毕，减少了加工环节；同时由于没有了转接可能损耗载荷这个环节，光敏树脂模型和转接段作为一个整体更能确保载荷传递到位，有利于提高试验精度，可降低10％左右的试验误差。光敏树脂模型精度高，误差由现有制作方式产生的0.1mm降低至0.01mm，精度提高了一个数量级，可降低15％左右的试验误差，能满足原型为高精度构件的试验需要，制作的光弹性模型能达到与原型同等的精度。本实施例中，步骤a中的光敏树脂模型的初加工具体为：根据三维光弹性试验目的选取原型的局部设计试验模型。选择局部设计试验模型形状与原型的比例。局部设计试验模型以外的其他部分均根据等效原理采用等效块进行替代。本实施例中，初加工的模型设计采用一体化设计方式，即需要试验的模型与试验转接段设计为一个整体。试验时直接加载即可。本实施例中，主要受力部分的关键部位以外的其他部分均采用激光快速技术直接成型。本实施例中，步骤b中的光敏树脂模型的精加工具体为：关键部位采用机械加工的方式。采用的加工设备与原型相同。本实施例中，原型涡轮的榫槽加工精度为0.01mm。原型采取拉床加工。光弹性模型榫槽使用同一拉刀加工。原型的榫头采用磨床加工。光弹性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度光敏树脂模型的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：a、采用激光快速成型技术进行光敏树脂模型的初加工；b、光敏树脂模型中主要受力部位作为关键部位，对关键部位采用机械加工方式进行光敏树脂模型的精加工；c、光敏树脂模型后处理：进行光敏树脂模型的修复及尺寸计量检测，以保证光敏树脂模型的尺寸精度；d、制作形成高精度光敏树脂模型。

【技术特征摘要】
1.一种高精度光敏树脂模型的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：a、采用激光快速成型技术进行光敏树脂模型的初加工；b、光敏树脂模型中主要受力部位作为关键部位，对关键部位采用机械加工方式进行光敏树脂模型的精加工；c、光敏树脂模型后处理：进行光敏树脂模型的修复及尺寸计量检测，以保证光敏树脂模型的尺寸精度；d、制作形成高精度光敏树脂模型。2.根据权利要求1所述的高精度光敏树脂模型的制作方法，其特征在于，步骤a中的光敏树脂模型的初加工具体为：根据三维光弹性试验目的选取原型的局部设计试验模型，选择局部设计试验模型形状与原型的比例；局部设计试验模型以外的其他部分均根据等效原理采用等效块进行替代。3.根据权利要求2所述的高精度光敏树脂模型的制作方法，其特征在于，初加工的模型设计采用一体化设计方式，即需要试验的模型与试验转接段设计为一个整体，试验时直接加载即可。4.根据权利要求3所述的高精度光敏树脂模型的制作方法，其特征在于，主要受力部分的关键部位以外的其他部分均采用激光快速技术直接成型。5.根据权利要求1所述的高精度光敏树脂模型的制作方法，其特征在于，步骤b中的光敏树脂模型的精加工具体为：关键部位采用机械加工的方式，采用的加工设备与原型相同。6.根据权利要求5所述的高精度光敏树脂模型的制作方法，其特征在于，原型涡轮的榫槽加工精...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭天才，徐友良，文华，黄臻荣，廖学军，
申请(专利权)人：中国航空动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：湖南;43