基于3D打印的多尺寸、多角度结构面试样拼接式模具的制作方法技术

一种基于3D打印的多尺寸、多角度结构面试样拼接式模具的制作方法，包括以下步骤：步骤1、模板的制作：首先将各基本尺寸模板进行三维建模并导入3D打印机打印；步骤2、模板的拼接：在模板拼接之前，首先确定需要用的模板尺寸，选出所有需要用到的模板；其次在模板的内表面、以及两面带纹理的中间模板的两面均匀涂抹凡士林；最后将各块模板拼接；步骤3、结构面模板的嵌入；步骤4、不同倾斜角度的改变：在计算机建立侧板三维模型之前，模拟结构面不同倾斜角度(0°‑30°)的变化对应平移的长度，根据结果在侧板的上表面标出不同角度变化对应的刻度条。本发明专利技术利用3D打印制作全套模具，高效便利，可实现结构面不同角度的改变。

【技术实现步骤摘要】
基于3D打印的多尺寸、多角度结构面试样拼接式模具的制作方法
本专利技术属于岩体力学领域，涉及岩石表面力学研究时模型的制作，具体运用三维激光扫描并用3D打印岩石表面纹理的制作方法制作岩石模具。本专利技术实现了不同尺寸、不同倾角的模型制作，可用于力学剪切实验研究中。
技术介绍
由于经历了漫长的成岩过程与多期构造历史，工程岩体内部通常存在着大量原生与构造节理、卸荷裂隙等结构面。因此，工程中开挖的对象基本都是由结构面和岩块构成的具有一定结构特征的岩体。显然岩体中岩石结构面的抗剪强度测试与结构面几何特征分析对工程开挖设计与稳定性预测都具有重要意义，因此，国内外学者通过室内直剪试验等手段对岩石结构面的剪切特性进行了大量研究。然而，结构面抗剪强度试验是破坏性试验，结构面一旦破坏了就不能修复，也不能重复利用，故一个原岩结构面只能进行一次破坏性试验，而且，现场取得的原岩结构面表面形态和起伏度各有差异，很难获取具有相同表面形态和起伏度的原岩结构面试样，难以满足结构面的多点法直剪试验和重复性要求。因此，为了全面分析岩石结构面抗剪强度的力学特性，需要制作大批岩石结构面模型试样。常规制作的模具常常适用性低，不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D打印的多尺寸、多角度结构面试样拼接式模具的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、模板的制作：首先将各基本尺寸模板进行三维建模并导入3D打印机打印；步骤2、模板的拼接在模板拼接之前，首先确定需要用的模板尺寸，选出所有需要用到的模板；其次在模板的内表面、以及两面带纹理的中间模板的两面均匀涂抹凡士林；最后将各块模板拼接；步骤3、结构面模板的嵌入不同的结构面需要每次重新扫描、打印，且在逆向建模过程中需要在两个侧面分别预留前宽6mm深7mm，后宽12mm深8mm的前窄后宽的全道凹槽，并保证所有模板的厚度为10mm；结构面的固定装置分为两个部分，一部分是底部带长12mm，宽4...

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的多尺寸、多角度结构面试样拼接式模具的制作方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、模板的制作：首先将各基本尺寸模板进行三维建模并导入3D打印机打印；步骤2、模板的拼接在模板拼接之前，首先确定需要用的模板尺寸，选出所有需要用到的模板；其次在模板的内表面、以及两面带纹理的中间模板的两面均匀涂抹凡士林；最后将各块模板拼接；步骤3、结构面模板的嵌入不同的结构面需要每次重新扫描、打印，且在逆向建模过程中需要在两个侧面分别预留前宽6mm深7mm，后宽12mm深8mm的前窄后宽的全道凹槽，并保证所有模板的厚度为10mm；结构面的固定装置分为两个部分，一部分是底部带长12mm，宽4mm，厚8mm板，直径为5mm，长50mm的螺栓杆以及与之配套的元宝形螺母，另一部分是带平台板的固定条，固定条的尺寸跟随结构面的高度变化而改变；4、不同倾斜角度的改变：在计算机建立侧板三维模型之前，在计算机中模拟结构面不同倾斜角度(0°-30°)的变化对应平移的长度，根据结果在侧板的上表面标出不同角度变化对应的刻度条。2.如权利要求1所述的基于3D打印的多尺寸、多角度结构面试样拼接式模具的制作方法，其特征在于，所述步骤2中，100mm*100mm*100mm模型样盒的组装。拼接顺序如下：(1)将一块110mm*100mm的底板1选出平放；(2)将一块侧板1的底部凹槽与底板100mm边的凹槽对齐，插入一根固定条2；(3)将一块侧板2的底部凹槽与底板110mm边的凹槽对齐，插入一根固定条2；(4)用固定条1的凸条嵌入两个侧板；(5)重复步骤(2)、(4)；(6)重复步骤(3)、(4)。3.如权利要求1所述的基于3D打印的多尺寸、多角度结构面试样拼接式模具的制作方法，其特征在于，所述步骤2中，300mm*300mm*300mm模型样盒的组装，拼接顺序如下：(1)将三块底板1的110mm边用固定条2将底板两两固定；(2)将一块底板2的100mm边用固定条2与步骤(1)中一块底板1的100mm固定；(3)将一块底板2的100mm边用固定条2与步骤(1)中另一块底板1的100mm固定；(4)用固定条2将步骤(2)、(3)中的底板2固定；(5)重复步骤(3)、(4)一遍；(6)重复步骤(2)、(3)、(4)、(5)一遍，完成底板的拼接；(7)将一块侧板1的底部凹槽与底板1的100mm边的凹槽对齐，插入一根固定条2；(8)重复步骤(7)两次；(9)用固定条2插入两侧板1的凹槽；(10)重复步骤(9)；(11)将一块侧板3的下凸条嵌入侧板1的上边的凹槽；(12)重复步骤(11)两次；(13)用固定条2的凸条嵌入两个侧板3之间；(14)重复步骤(13)；(15)将一块侧板3的下凸条嵌入步骤(11)中的侧板3的上边的凹槽；(16)重复步骤(15)两次；(17)用固定条2的凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄曼，罗战友，马成荣，杜时贵，秦青，傅晓露，倪吉吉，邬一鑫，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33