【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种成型加工方法，具体涉及一种基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法。
技术介绍
1、不同物质的成型加工技术在生产和研究方面有着广泛的应用。在精密加工，改善加工环境，医疗器件的加工等方面均有着重要的作用。并且与日常生活紧密相关。
2、机械加工是一种利用机械力量将原材料或半成品加工成所需形状和尺寸的过程。常见的机械加工方法包括铣削、车削、钻孔、磨削、激光加工等。铣削是一种通过旋转切削工具来切除材料表面的加工方法。铣削的原理是利用切削工具的高速旋转，将材料表面的多余部分切除。磨削是一种通过摩擦力将材料表面磨削掉的加工方法。磨削的原理是利用砂轮的高速旋转，将材料表面磨削掉。激光加工是一种利用高能量激光束照射材料表面，使其熔化、汽化或达到点燃点的加工方法。
3、上述两种方法在实际生产过程中均具有较为广泛的应用，方法较为成熟。但是，上述方法仍存在一些缺点。随着科技的不断发展，传统成型加工技术逐渐暴露出其局限性。传统成型加工技术通常要求使用整块的原材料，这不仅增加了成本，还造成了浪费。在制造过程中，一些边角料无法得到有效利用，降低了原材料的利用率。传统成型加工技术在面对产品更新换代和多样化需求时缺乏灵活性。传统加工设备的调整和更换需要时间和成本，对于不同类型的产品，往往需要重新设计和制造模具等设备，这大大增加了生产成本和时间。导致加工效率低。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有的传统加工方法存在的问题，基于磁悬浮理论，应用了一种基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
3、一种基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法，包括如下步骤：
4、(1)将原料光固化材料颗粒置于介质溶液中，将盛放介质溶液的容器置于磁悬浮装置中，保证光固化材料颗粒悬浮在介质溶液中；
5、(2)旋转容器，调节转速使得其中的光固化材料颗粒分散沿磁悬浮装置磁场中心轴周向漂浮在目标位置，形成以磁场中心为圆心初始圆环形态；
6、(3)稳定后，利用红外照射使光固化材料颗粒变为液态，形成一体的液态圆环结构；
7、(4)稳定后，利用紫外照射，使液态圆环结构固化，得到圆环形工件。
8、作为优选，所述磁悬浮装置包括：
9、两个同轴设置，且同极对置的磁铁i和磁铁ii；
10、设置在磁铁i和磁铁ii之间的介质溶液容器，该容器用于盛放能够悬浮原料光固化材料颗粒的介质溶液。
11、作为优选，两磁铁之间距离不大于70mm。作为进一步优选，所述两个磁铁之间距离为30～70mm。
12、作为具体的优选，所述磁铁i和磁铁ii均为长50mm*宽50mm*高25mm的方形磁铁，中心表面磁感应强度为0.425t，所述两个磁铁之间距离为45mm。
13、根据样品中材料的密度以及体积，配制合适浓度的介质溶液，保证不同密度样品在溶液中可以达到理想位置。
14、作为优选，所述光固化材料颗粒为聚氨酯丙烯酸酯。
15、作为优选，介质溶液为顺磁介质水溶液。
16、作为优选，所述介质溶液为mncl2水溶液。
17、作为优选，将原料光固化材料颗粒置于介质溶液前，先利用乙醇对样品进行冲洗。保证样品在浸入介质溶液时不会有气泡附着在样品表面。
18、作为一种优选方案，一种基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法，包括如下步骤：
19、(1)根据样品材料确定介质溶液；
20、(2)用乙醇对样品进行冲洗；
21、(3)将样品置于介质溶液中；
22、(4)将介质溶液置于磁悬浮装置中，所述的磁悬浮装置带有两个同极对置的方形磁铁；
23、(5)根据需求选择不同密度光固化材料在装置中产生不同的悬浮高度，然后对装置施加单一方向的旋转，产生离心力；
24、(6)调整装置转速使材料悬浮在所需(径向)位置。转动一段时间之后，可见材料均匀呈现在目标直径尺寸下圆周方向上，形成初始的圆环结构。
25、(7)启动红外照射灯使光固化材料变为液态，得到液态圆环材料；
26、(8)启动紫外照射灯使液态材料进行固化，得到圆环型工件，完成加工。
27、为了满足精密产品件的需要，可以采用本专利技术的方法制备出初品，然后利用现有的精修工艺，对产品的外形等进行精处理。当然也可以以本专利技术得到的初品为原材料进行进一步加工等。
28、本专利技术同时提供了一种基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工装置，包括磁悬浮装置、实现磁悬浮装置旋转的旋转装置、实现光固化材料颗粒融化的红外照射装置以及实现液态光固化材料固化的紫外照射装置。
29、作为优选，所述磁悬浮装置包括：
30、两个同轴设置，且同极对置的磁铁i和磁铁ii；
31、设置在磁铁i和磁铁ii之间的介质溶液容器，该容器用于盛放能够悬浮原料光固化材料颗粒的介质溶液；
32、所述旋转装置包括：
33、支撑所述磁悬浮装置的工作台；
34、以及驱动工作台旋转的驱动电机。
35、作为优选，所述红外照射装置为红外照射灯；所述紫外照射装置为紫外照射灯。
36、实际加工时，以加工一个内径为r的、截面直径为r的圆环为例。首先根据所需工件的横截面积确定截面直径，随后可通过游标卡尺选取相似大小直径的原材料颗粒。最后通过圆环的体积确定所需颗粒数量。
37、基于磁-阿基米德原理的磁悬浮加工方法，其加工原理如下：
38、由磁介质的分子环流假设，根据毕奥-萨伐尔定理，对尺寸为a*a*h的方形磁铁的一角为坐标原点建立坐标，长宽方向分别为x轴和y轴，高度h方向为z轴，则空间一点(x，y，z)的磁感应强度为：
39、
40、
41、
42、式中，j为与平面xoy平行的任意平面的面电流密度，μ0为真空磁导率，ψ与φ为函数记号，分别为：
43、
44、
45、z2是与z无关的参数；b0为单块磁铁表面磁感应强度；表示函数记号内z0＝h的值与z0＝0的值之差。
46、当磁铁给定尺寸与表面磁感应强度，则j的计算公式如下：
47、
48、当两块磁铁中间存在介质时，介质的受力满足：
49、
50、式中：是磁场对样品产生的力，n；χm是介质溶液的磁化率，无量纲；v为被测样品体积，cm3；为向量梯度算子，为被测样品所在位置磁场的磁感应强度，t本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法，其特征在于，所述磁悬浮装置包括：
3.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法，其特征在于，所述光固化材料颗粒为聚氨酯丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法，其特征在于，所述介质溶液为顺磁介质水溶液；所述磁悬浮装置中两个磁铁为相同规格的方形磁铁，距离小于70mm。
5.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法，其特征在于，将原料光固化材料颗粒置于介质溶液前，先利用溶剂对样品进行冲洗。
6.一种基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工装置，其特征在于，包括磁悬浮装置、实现磁悬浮装置旋转的旋转装置、实现光固化材料颗粒融化的红外照射装置以及实现液态光固化材料固化的紫外照射装置。
7.根据权利要求6所述的基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工装置，其特征在于，所述磁悬浮装置包括：
8.根据权利要求7所述的基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工
...【技术特征摘要】
1.一种基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法，其特征在于，所述磁悬浮装置包括：
3.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法，其特征在于，所述光固化材料颗粒为聚氨酯丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德原理的磁悬浮加工方法，其特征在于，所述介质溶液为顺磁介质水溶液；所述磁悬浮装置中两个磁铁为相同规格的方形磁铁，距离小于70mm。
5.根据权利要求1所述的基于磁阿基米德原理的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李吉泉，曹晓旭，颉俊，蒋林，
申请(专利权)人：浙江工业大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：
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