一種電力設(shè)備密封件的3d打印方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備密封件的3D打印方法，包括以下步驟：步驟一：根據(jù)所需規(guī)格的密封件，設(shè)計(jì)生成三維CAD或其它三維繪圖軟件的數(shù)字設(shè)計(jì)模型；步驟二：根據(jù)所述三維CAD模型生成n個(gè)橫截面層；步驟三：根據(jù)所生成的多個(gè)橫截面層逐層沉積原材料，每個(gè)橫截面層對(duì)應(yīng)形成一個(gè)原材料層，每沉積一次形成一個(gè)原材料層，對(duì)該原材料層進(jìn)行預(yù)處理，然后，依照該原材料層的橫截面層對(duì)該原材料層進(jìn)行塑化熱處理；步驟四、去除未被熱處理的原材料，得到三維模型。本發(fā)明采用3D制造的方法來(lái)進(jìn)行電阻式觸摸屏的制造，工藝較傳統(tǒng)方法大大簡(jiǎn)化，省去傳統(tǒng)工藝曝光、顯影、刻蝕等多道復(fù)雜工藝，節(jié)約生產(chǎn)原料和制造成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電力設(shè)備密封件的3D打印方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備密封件，尤其涉及一種電力設(shè)備密封件的3D打印方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印(3D printing)，即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)對(duì)粉末狀的原材料進(jìn)行熱處理，使部分原材料依照所設(shè)計(jì)的三維CAD模型熱熔或軟化、粘合、擠壓塑化成型，從而構(gòu)造物體的技術(shù)。但是現(xiàn)有技術(shù)中，沒(méi)有對(duì)電力設(shè)備密封件進(jìn)行3D打印的技術(shù)，根據(jù)電力設(shè)備密封件大多為具有高絕緣性和耐絕緣油、耐SF6介質(zhì)腐蝕的硅橡膠材料的特點(diǎn)，因此需在每個(gè)原材料層的熱處理之前要進(jìn)行預(yù)處理過(guò)程，在軟化、粘合、擠壓、塑化成型后，又需按一定冷卻速度進(jìn)行降溫，以防止整個(gè)三維模型有可能出現(xiàn)收縮變形或開(kāi)裂等不利影響，從而影響電力設(shè)備密封件的質(zhì)量和外觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合了 3D打印的優(yōu)勢(shì)，提供一種電力設(shè)備密封件的3D打印方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案在于:
一種電力設(shè)備密封件的3D打印方法，包括以下步驟:
步驟一:根據(jù)所需規(guī)格的密封件，設(shè)計(jì)生成三維CAD或其它三維繪圖軟件的數(shù)字設(shè)計(jì)模型；
步驟二:根據(jù)所述三維CAD模型生成η個(gè)橫截面層；
步驟三:根據(jù)所生成的多個(gè)橫截面層逐層沉積原材料，每個(gè)橫截面層對(duì)應(yīng)形成一個(gè)原材料層，每沉積一次形成一個(gè)原材料層，對(duì)該原材料層進(jìn)行預(yù)處理，然后，依照該原材料層的橫截面層對(duì)該原材料層進(jìn)行塑化熱處理；
步驟四、去除未被熱處理的原材料，得到三維模型。
[0005]其中，步驟三中第I個(gè)原材料層的預(yù)處理過(guò)程具體為:對(duì)該原材料層進(jìn)行第一次預(yù)加熱，第一次預(yù)加熱溫度為150?160°C，第一次預(yù)加熱持續(xù)至該原材料層的溫度穩(wěn)定，此時(shí)原材料細(xì)顆粒已開(kāi)始軟化、粘合；然后進(jìn)行第二次預(yù)加熱，第二次預(yù)加熱溫度比原材料的塑化成型溫度點(diǎn)低2?3°C，第二次預(yù)加熱溫度的時(shí)長(zhǎng)為8?IOmin;從第2個(gè)原材料層開(kāi)始到第η個(gè)原材料層，其中，第k個(gè)原材料層的預(yù)處理過(guò)程具體為:先將已經(jīng)熱處理的k-Ι個(gè)原材料層冷卻至110°C，冷卻的目的是為了保持其塑性，避免溫差太大，在后面的疊加過(guò)程中不變形，然后對(duì)第k個(gè)原材料層進(jìn)行第一次預(yù)加熱，第一次預(yù)加熱溫度為150?160°C，第一次預(yù)加熱持續(xù)至該原材料層的溫度穩(wěn)定，原材料細(xì)顆粒已軟化；然后進(jìn)行第二次預(yù)加熱，第二次預(yù)加熱溫度比原材料的塑化成型溫度點(diǎn)低2?3°C，第二次預(yù)加熱溫度的時(shí)長(zhǎng)為8?IOmin,其中k小于等于η。
[0006]對(duì)原材料層的第一次預(yù)加熱溫度、第一次預(yù)加熱時(shí)長(zhǎng)、第二次預(yù)加熱溫度以及第二次預(yù)加熱時(shí)長(zhǎng)均相等。
[0007]步驟三中，當(dāng)完成對(duì)第η個(gè)原材料層的熱處理，對(duì)所有的已經(jīng)熱處理的η個(gè)原材料層進(jìn)行后處理，后處理的具體過(guò)程為:先將已經(jīng)熱處理的η個(gè)原材料層自然冷卻至第一冷卻溫度，并在所述第一冷卻溫度下保溫lOmin，所述第一冷卻溫度比原材料的塑化成型溫度點(diǎn)低約100°C，然后將已經(jīng)熱處理的η個(gè)原材料層冷卻至室溫，冷卻速度約為10°C /min0
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明得到的電力設(shè)備密封件三維模型具有良好的質(zhì)量，包括具有能承受高電壓、高磁場(chǎng)環(huán)境下長(zhǎng)期使用，還具有能耐受絕緣油、SF6介質(zhì)的腐蝕和抗老化的性能，本發(fā)明能精準(zhǔn)按所設(shè)計(jì)密封件規(guī)格進(jìn)行三維逐層堆積、軟化、粘合、擠壓、塑化成型，保證了所打印制造出的密封件尺寸精準(zhǔn)、外形美觀。
【具體實(shí)施方式】
[0009]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0010]以下將通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0011]本發(fā)明提供一種3D打印方法，包括以下步驟:步驟一、生成三維CAD模型；步驟二、根據(jù)所述三維CAD模型生成η個(gè)橫截面層；步驟三、根據(jù)所生成的多個(gè)橫截面層逐層沉積原材料，每個(gè)橫截面層對(duì)應(yīng)形成一個(gè)原材料層，每沉積形成一個(gè)原材料層，對(duì)該原材料層進(jìn)行預(yù)處理，之后，依照該原材料層的橫截面層對(duì)該原材料層進(jìn)行熱處理，其中，(I)第I個(gè)原材料層的預(yù)處理過(guò)程具體為:對(duì)該原材料層進(jìn)行第一次預(yù)加熱，第一次預(yù)加熱溫度為150?160°C，第一次預(yù)加熱持續(xù)至該原材料層的溫度穩(wěn)定，之后進(jìn)行第二次預(yù)加熱，第二次預(yù)加熱溫度比原材料的塑化成型溫度點(diǎn)低2?3°C，第二次預(yù)加熱溫度的時(shí)長(zhǎng)為IOmin, (2)從第2個(gè)原材料層開(kāi)始到第η個(gè)原材料層，其中第k個(gè)原材料層的預(yù)處理過(guò)程具體為:先將已經(jīng)熱處理的k-Ι個(gè)原材料層冷卻至8?10°C，之后對(duì)第k個(gè)原材料層進(jìn)行第一次預(yù)加熱，第一次預(yù)加熱溫度為150?160°C，第一次預(yù)加熱持續(xù)至該原材料層的溫度穩(wěn)定，之后進(jìn)行第二次預(yù)加熱，第二次預(yù)加熱溫度比原材料的塑化成型溫度點(diǎn)低2?3°C，第二次預(yù)加熱溫度的時(shí)長(zhǎng)為IOmin ;步驟四、去除未被熱處理的原材料，得到三維模型。
[0012]對(duì)于第I個(gè)原材料層，預(yù)處理過(guò)程包括第一次預(yù)加熱和第二次預(yù)加熱，第一次預(yù)加熱溫度較低，僅為了促進(jìn)原材料的軟化、粘合過(guò)程的實(shí)現(xiàn)；第二次預(yù)加熱溫度為在原材料的塑化成型溫度點(diǎn)附近，比塑化成型溫度點(diǎn)低2?3°C，且時(shí)長(zhǎng)為lOmin，目的在于，一方面可以提高完成對(duì)該原材料層的熱處理的速度，另一方面經(jīng)過(guò)兩次遞進(jìn)式的預(yù)熱，整個(gè)原材料層的熱塑化成型過(guò)程可以穩(wěn)定且均勻的進(jìn)行，減小成型后的變形。對(duì)于第k個(gè)原材料層(2 < η)，預(yù)處理包括對(duì)前k-Ι個(gè)原材料層的冷卻、第一次預(yù)加熱以及第二次預(yù)加熱。其中，對(duì)前k-Ι個(gè)原材料層的冷卻是出于以下考慮:前k-Ι個(gè)原材料層經(jīng)過(guò)熱處理后，溫度較高，這部分熱量會(huì)傳遞給新沉積的第k個(gè)原材料層，從而干擾第k個(gè)原材料層的成型過(guò)程，為了消除這種影響，先對(duì)前k-Ι個(gè)原材料層冷卻；對(duì)于第k-Ι個(gè)原材料層而言，經(jīng)過(guò)第一次冷卻，對(duì)于第k-2個(gè)原材料層而言，就是第二次冷卻，也就是說(shuō)，前面的k-Ι個(gè)原材料層都經(jīng)過(guò)不同次數(shù)的反復(fù)冷卻，這是也可以起到幫助釋放張力的作用。在對(duì)前k-Ι個(gè)原材料層的冷卻后，緊接著，第k個(gè)原材料層依次進(jìn)行第一次預(yù)加熱和第二次預(yù)加熱。本發(fā)明中，所有的原材料層的第一次預(yù)加熱溫度、第一次預(yù)加熱時(shí)長(zhǎng)、第二次預(yù)加熱溫度以及第二次預(yù)加熱時(shí)長(zhǎng)均相等。這是為了盡量保證所有的原材料層的成型過(guò)程一致，保證各原材料層的性質(zhì)均勻。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟三中，(I)第I個(gè)原材料層的預(yù)處理過(guò)程具體為:對(duì)該原材料層進(jìn)行第一次預(yù)加熱，第一次預(yù)加熱溫度為160°C，第二次預(yù)加熱溫度的時(shí)長(zhǎng)為IOmin, (2)從第2個(gè)原材料層開(kāi)始到第η個(gè)原材料層，其中第k個(gè)原材料層的預(yù)處理過(guò)程具體為:先將已經(jīng)熱處理的k-Ι個(gè)原材料層冷卻至110°C，之后對(duì)第k個(gè)原材料層進(jìn)行第一次預(yù)加熱，第一次預(yù)加熱溫度為160°C，第一次預(yù)加熱持續(xù)至該原材料層的溫度穩(wěn)定，第二次預(yù)加熱溫度比原材料的塑化成型溫度點(diǎn)低2?3°C，第二次預(yù)加熱溫度的時(shí)長(zhǎng)為IOmin0在一個(gè)較優(yōu)的實(shí)施例中，在完成對(duì)最后一個(gè)原材料層的熱處理后，還對(duì)所有的原材料層進(jìn)行后處理。即所述步驟三中，當(dāng)完成對(duì)第η個(gè)原材料層的熱處理，對(duì)所有的已經(jīng)熱處理的η個(gè)原材料層進(jìn)行后處理，后處理的具體過(guò)程為:先將已經(jīng)熱處理的η個(gè)原材料層冷卻至第一冷卻溫度，并在所述第一冷卻溫度下保溫20?30min，所述第一冷卻溫度比原材料的塑化成型溫度點(diǎn)低10?12°C，之后將已經(jīng)熱處理的η個(gè)原材料層冷卻至室溫，冷卻速度為10°C /min。上述過(guò)程中，先在第一冷卻溫度的狀態(tài)下保溫20?30min，第一冷卻溫度僅比原材料的熱塑化溫度點(diǎn)低10?12°C，使已經(jīng)熱處理的η個(gè)原材料層進(jìn)一步釋放張力；然后以穩(wěn)定且緩慢的速度降溫至室溫，在緩慢降溫過(guò)程，仍然有部分原材料層的部分位置持續(xù)調(diào)整，最終使獲得三維模型的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
[0014]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電力設(shè)備密封件的3D打印方法，包括以下步驟: 步驟一:根據(jù)所需規(guī)格的密封件，設(shè)計(jì)生成三維CAD或其它三維繪圖軟件的數(shù)字設(shè)計(jì)模型； 步驟二:根據(jù)所述三維CAD模型生成η個(gè)橫截面層； 步驟三:根據(jù)所生成的多個(gè)橫截面層逐層沉積原材料，每個(gè)橫截面層對(duì)應(yīng)形成一個(gè)原材料層，每沉積一次形成一個(gè)原材料層，對(duì)該原材料層進(jìn)行預(yù)處理，然后，依照該原材料層的橫截面層對(duì)該原材料層進(jìn)行塑化熱處理； 步驟四、去除未被熱處理的原材料，得到三維模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電力設(shè)備密封件的3D打印方法，其特征在于，步驟三中第I個(gè)原材料層的預(yù)處理過(guò)程具體為:對(duì)該原材料層進(jìn)行第一次預(yù)加熱，第一次預(yù)加熱溫度為150?160°C，第一次預(yù)加熱持續(xù)至該原材料層的溫度穩(wěn)定，此時(shí)原材料細(xì)顆粒已開(kāi)始軟化、粘合；然后進(jìn)行第二次預(yù)加熱，第二次預(yù)加熱溫度比原材料的塑化成型溫度點(diǎn)低2?3°C，第二次預(yù)加熱溫度的時(shí)長(zhǎng)為8?IOmin;從第2個(gè)原材料層開(kāi)始到第η個(gè)原材料層，其中，第k個(gè)原材料層的預(yù)處理過(guò)程具體為:先將已經(jīng)熱處理的k-Ι個(gè)原材料層冷卻至110°C，冷卻的目的是為了保持其塑性，避免溫差太大，在后面的疊加過(guò)程中不變形，然后對(duì)第k個(gè)原材料層進(jìn)行第一次預(yù)加熱，第一次預(yù)加熱溫度為150?160°C，第一次預(yù)加熱持續(xù)至該原材料層的溫度穩(wěn)定，原材料細(xì)顆粒已軟化并粘合；然后進(jìn)行第二次預(yù)加熱，第二次預(yù)加熱溫度比原材料的塑化成型溫度點(diǎn)低2?3°C，第二次預(yù)加熱溫度的時(shí)長(zhǎng)為8?lOmin，其中k小于等于η。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電力設(shè)備密封件的3D打印方法，其特征在于，對(duì)原材料層的第一次預(yù)加熱溫度、第一次預(yù)加熱時(shí)長(zhǎng)、第二次預(yù)加熱溫度以及第二次預(yù)加熱時(shí)長(zhǎng)均相坐寸ο
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種電力設(shè)備密封件的3D打印方法，其特征在于，步驟三中，當(dāng)完成對(duì)第η個(gè)原材料層的熱處理，對(duì)所有的已經(jīng)熱處理的η個(gè)原材料層進(jìn)行后處理，后處理的具體過(guò)程為:先將已經(jīng)熱處理的η個(gè)原材料層自然冷卻至第一冷卻溫度，并在所述第一冷卻溫度下保溫lOmin，所述第一冷卻溫度比原材料的塑化成型溫度點(diǎn)低約100°C，然后將已經(jīng)熱處理的η個(gè)原材料層冷卻至室溫，冷卻速度約為10°C /min。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK103963305SQ201410241396
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】林曉銘, 賴(lài)琦, 宋仕江, 鄭孝章, 林舒妍, 鄭東升, 連鴻松, 連文杰 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司南平供電公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司邵武市供電公司, 林曉銘, 林舒妍