一种碳化硅反射镜基板打印成型装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种碳化硅反射镜基板打印成型装置及其方法，涉及某某技术领域。该碳化硅反射镜基板打印成型装置，包括3D打印机、供料桶以及供料泵，所述3D打印机由控制计算机、机箱以及设置在机箱内部的移动工作台、打印喷头组成。本发明专利技术，配合市面改善后的陶瓷基复合材料浆料进行打印，打印过程中，保持机箱内部压力在0.3

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅反射镜基板打印成型装置及其方法


[0001]本专利技术涉及碳化硅反射镜加工
，具体为一种碳化硅反射镜基板打印成型装置及其方法。

技术介绍

[0002]碳化硅光学材料是制作空间反射镜的最佳材料，但是碳化硅有质地脆、硬度大等特性，导致普通的机械加工难以加工成型，尤其是一些复杂结构(如为轻量化所设计的多孔结构)更是难以加工成型。传统方法制备碳化硅存在以下缺点：制备精度低，且难于制备形状复杂的制件，特别像反射镜这样的复杂制件，需要精密的加工模具和配套加工刀具，导致其制备成本高。而采用3D打印技术可以克服以上困难，适合制备任何形状复杂的碳化硅反射镜，提高反射镜的轻量化率，缩短加工周期，降低加工成本，可实现近净成型；
[0003]但是3D打印碳化硅光学材料的组分众多，各相材料分布不均匀，存在打印粘结剂等杂质成分，孔隙率较高，影响材料致密度，导致其抛光后获得的光学表面质量并不是很高；
[0004]为解决3D打印碳化硅光学材料时材料致密度不佳的问题，目前常见的是采用优化抛光方法的问题进行解决，如一种3D打印碳化硅反射镜的加工方法，包括：对3D打印碳化硅工件进行磨削得到平整的工件表面，然后进行研磨以及粗抛光加工，得到满足初始面形与表面质量要求的反射镜面，再对反射镜面迭代进行磁流变修形以及保形光顺，直至满足指标要求。该改进技术提供的方法能够解决3D打印碳化硅反射镜加工过程中的多相组织去除不均匀等问题，也有技术提出改善3D打印时浆料配方来改善致密度的问题，如一种碳化硅陶瓷基复合材料反射镜及其制备方法和应用，采用连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料反射镜作为反射镜主体材料，通过结构设计和一体化成型技术完成反射镜镜面和支撑结构的制备，不仅能够大幅提升反射镜的比刚度、强度和热稳定性；同时通过反射面的表面处理，大幅减少了陶瓷基复合材料反射镜表面微观缺陷的问题，提升镜面的光学反射性能；
[0005]上述改进技术在碳化硅反射镜基板成型时均存在一定的局限性，优化抛光方法治标不治本，优化零件浆料成分可以显著改善零件致密度，但是如果在优化浆料成分的技术上，对3D打印加工设备及方法进行进一步改善，结合现有的优化后的浆料成分，可以获得质量更好的碳化硅反射镜基板。

技术实现思路

[0006](一)解决的技术问题
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种碳化硅反射镜基板打印成型装置及其方法，解决了现有技术在碳化硅反射镜基板成型时均存在一定的局限性的问题。
[0008](二)技术方案
[0009]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种碳化硅反射镜基板打印成型装置，包括3D打印机、供料桶以及供料泵，所述3D打印机由控制计算机、机箱以及设
置在机箱内部的移动工作台、打印喷头组成，所述机箱上壁且靠近后壁位置从左到右依次固定连接有加压箱、供料箱，所述加压箱上设置有用于向机箱内部加压的内部加压结构，所述加压箱顶部固定连接有安全阀，所述供料箱与机箱之间设置有用于增压供料的供料加压结构，所述机箱左壁且靠近后壁位置设置有用于将机箱内部泄压的泄压结构，所述机箱前壁设置有开口，所述机箱前壁通过铰链转动连接有用于覆盖开口的防护门，所述防护门上设置有用于检测机箱内部压力的压力检测结构，所述防护门前壁且位于上下居中位置设置有用于观察内部加工情况的可视窗，所述机箱开口前端设置有凹槽，所述防护门后壁设置有与凹槽适配的矩形框，所述矩形框与凹槽内侧后壁之间设置有用于密封的第一密封结构，所述矩形框内侧上壁及内侧下壁均设置有多组滑动孔，多组所述滑动孔相对的一端均设置有沉孔，所述凹槽内侧壁且与滑动孔上下对应处设置有连接孔，所述滑动孔内侧壁滑动连接有柱塞杆，所述柱塞杆朝向沉孔的一端伸入至沉孔内部，所述柱塞杆伸入至沉孔内部的一端固定连接有柱塞头，所述柱塞头轴向长度为沉孔轴向长度的一半，所述沉孔远离滑动孔的一端螺纹连接有用于避免柱塞头掉出的防脱盖，所述防脱盖内壁设置有呈上下贯通的圆孔，所述柱塞头与沉孔内侧壁之间设置有第二密封结构，所述柱塞杆外壁设置有用于非加压状态下保持柱塞杆位置的弹力结构。
[0010]优选的，所述第一密封结构为密封胶条，所述密封胶条固定连接在矩形框后壁，所述防护门关闭时密封胶条后壁与凹槽内侧后壁抵接，所述防护门与机箱之间通过密封胶条密封。
[0011]优选的，所述第二密封结构包括两组密封圈，两组所述密封圈呈上下分布依次套设在柱塞头外壁，两组所述密封圈外壁均与沉孔内侧壁滑动连接。
[0012]优选的，所述内部加压结构包括压缩机、调节阀，所述压缩机通过第一气管固定连接在加压箱进口端，所述加压箱出口端通过第二气管与机箱上壁贯通，所述调节阀固定连接在第二气管外壁。
[0013]优选的，所述供料加压结构包括进料管、增压泵，所述进料管固定连接在供料泵出口端与供料箱进口端之间，所述供料泵远离进料管的一端与供料桶贯通，所述增压泵固定连接在供料箱出口端，所述增压泵远离供料箱的一端通过管道与机箱内部打印喷头连接，所述管道位于增压泵和打印喷头之间的一端贯穿机箱上壁。
[0014]优选的，所述压力检测结构包括压力显示表、压力检测传感器，所述压力检测传感器固定连接在防护门后壁且位于矩形框内侧，所述压力显示表固定连接在防护门前壁且与压力检测传感器前后相对，所述压力显示表与压力检测传感器电连接。
[0015]优选的，所述弹力结构为弹簧，所述弹簧套设在柱塞杆外壁且位于柱塞头和沉孔内侧壁之间。
[0016]优选的，所述泄压结构包括排气阀、消音器，所述排气阀固定连接在机箱左壁且靠近后壁位置，所述排气阀进口端与机箱内部贯通，所述消音器固定连接在排气阀出口端。
[0017]上述的一种碳化硅反射镜基板打印成型装置的打印方法，包括如下步骤：
[0018]S1、图纸准备，通过3D打印机的控制计算机构建碳化硅反射镜基板的三维模型的STL格式文件，并进行分层处理；
[0019]S2、原料准备，将制作碳化硅反射镜基板的原料粉末、固化剂、增塑剂、分散剂、消泡剂加入到去离子水中混合均匀制备成塑性泥料，经充分练泥后送入供料桶中，通过供料
泵向供料箱内部供料；
[0020]S3、加压准备，启动压缩机向加压箱中加压，并通过加压箱储压；
[0021]S4、3D打印机准备，打开防护门，将移动工作台、打印喷头清理干净，关闭防护门，打开调节阀，通过加压箱向机箱内部加压，通过压力显示表观察机箱内部压力保持0.3
‑
0.5MPa之间，防护门中的柱塞杆被机箱内部气压推动后进入连接孔形成保护结构；
[0022]S5、打印作业，通过增压泵从供料箱中抽取原料向打印喷头供料，原料从打印喷头中挤出，在移动工作台表面根据控制计算机构建的图纸逐层打印，形成碳化硅反射镜基板预制件，打印完成后，通过排气阀排气使得机箱内部恢复常压，柱塞杆通过弹簧挤压从连接孔中退出，打开防护门取出预制件。
[0023](三)有益效果
[0024]本专利技术提供了一种碳化硅反射镜基板打印成型装置及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅反射镜基板打印成型装置，包括3D打印机、供料桶以及供料泵，所述3D打印机由控制计算机、机箱(1)以及设置在机箱(1)内部的移动工作台、打印喷头组成，其特征在于：所述机箱(1)上壁且靠近后壁位置从左到右依次固定连接有加压箱(7)、供料箱(13)，所述加压箱(7)上设置有用于向机箱(1)内部加压的内部加压结构，所述加压箱(7)顶部固定连接有安全阀(12)，所述供料箱(13)与机箱(1)之间设置有用于增压供料的供料加压结构，所述机箱(1)左壁且靠近后壁位置设置有用于将机箱(1)内部泄压的泄压结构，所述机箱(1)前壁设置有开口，所述机箱(1)前壁通过铰链(2)转动连接有用于覆盖开口的防护门(3)，所述防护门(3)上设置有用于检测机箱(1)内部压力的压力检测结构，所述防护门(3)前壁且位于上下居中位置设置有用于观察内部加工情况的可视窗(4)，所述机箱(1)开口前端设置有凹槽(24)，所述防护门(3)后壁设置有与凹槽(24)适配的矩形框(18)，所述矩形框(18)与凹槽(24)内侧后壁之间设置有用于密封的第一密封结构，所述矩形框(18)内侧上壁及内侧下壁均设置有多组滑动孔(26)，多组所述滑动孔(26)相对的一端均设置有沉孔(25)，所述凹槽(24)内侧壁且与滑动孔(26)上下对应处设置有连接孔(22)，所述滑动孔(26)内侧壁滑动连接有柱塞杆(21)，所述柱塞杆(21)朝向沉孔(25)的一端伸入至沉孔(25)内部，所述柱塞杆(21)伸入至沉孔(25)内部的一端固定连接有柱塞头(20)，所述柱塞头(20)轴向长度为沉孔(25)轴向长度的一半，所述沉孔(25)远离滑动孔(26)的一端螺纹连接有用于避免柱塞头(20)掉出的防脱盖(27)，所述防脱盖(27)内壁设置有呈上下贯通的圆孔，所述柱塞头(20)与沉孔(25)内侧壁之间设置有第二密封结构，所述柱塞杆(21)外壁设置有用于非加压状态下保持柱塞杆(21)位置的弹力结构。2.根据权利要求1所述的一种碳化硅反射镜基板打印成型装置，其特征在于：所述第一密封结构为密封胶条(19)，所述密封胶条(19)固定连接在矩形框(18)后壁，所述防护门(3)关闭时密封胶条(19)后壁与凹槽(24)内侧后壁抵接，所述防护门(3)与机箱(1)之间通过密封胶条(19)密封。3.根据权利要求2所述的一种碳化硅反射镜基板打印成型装置，其特征在于：所述第二密封结构包括两组密封圈(28)，两组所述密封圈(28)呈上下分布依次套设在柱塞头(20)外壁，两组所述密封圈(28)外壁均与沉孔(25)内侧壁滑动连接。4.根据权利要求3所述的一种碳化硅反射镜基板打印成型装置，其特征在于：所述内部加压结构包括压缩机(9)、调节阀(11)，所述压缩机(9)通过第一气管(8)固定连接在加压箱(7)进口端，所述加压箱(7)出口端通过第二气管(10)与机箱(1)上壁贯通，所述调节阀(11)固定连接在...

【专利技术属性】
技术研发人员：许志鹏，李明新，
申请(专利权)人：潍坊新创新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：