本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件模型試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)或技術(shù)驗(yàn)證機(jī)的定性光彈性試驗(yàn)的環(huán)氧樹(shù)脂模型制作方法。

背景技術(shù)：

隨著世界上擁有先進(jìn)航空技術(shù)的國(guó)家尋找可節(jié)約研制經(jīng)費(fèi)、縮短研制周期的低風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)思路和技術(shù)途徑后，傳統(tǒng)的光彈性試驗(yàn)技術(shù)沒(méi)有進(jìn)行適時(shí)革新而不能完全滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制的需要。光彈性試驗(yàn)屬于模型試驗(yàn)，需要用到光學(xué)性能和力學(xué)性能良好的環(huán)氧樹(shù)脂模型，傳統(tǒng)基于澆注技術(shù)的環(huán)氧樹(shù)脂模型制作方法包括：機(jī)械加工木模陽(yáng)模、澆注硅橡膠陰模、取出陽(yáng)模、密封陰模、澆注環(huán)氧樹(shù)脂模型以及模型后處理。該方法自動(dòng)化程度低、周期長(zhǎng)、不環(huán)保。

在光彈性試驗(yàn)領(lǐng)域相關(guān)的模型制作技術(shù)中，有一種光敏樹(shù)脂模型制作技術(shù)，它利用激光快速成型技術(shù)直接成型光敏樹(shù)脂模型。這種技術(shù)制作的光敏樹(shù)脂模型質(zhì)量目前不如環(huán)氧樹(shù)脂模型質(zhì)量好，主要是關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)光學(xué)靈敏度低，其次是也存在一定的初始應(yīng)力。國(guó)內(nèi)光彈性試驗(yàn)使用模型的主流是環(huán)氧樹(shù)脂模型而不是光敏樹(shù)脂模型。光彈性試驗(yàn)技術(shù)是工程性極強(qiáng)的學(xué)科，要適應(yīng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制的需要，必須發(fā)展新技術(shù)、新方法。就模型制作而言，它迫切需要自動(dòng)化程度高、周期短、環(huán)保的新方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種用于光彈性試驗(yàn)的環(huán)氧樹(shù)脂模型制作方法，以解決傳統(tǒng)的基于澆注技術(shù)的環(huán)氧樹(shù)脂模型制作方法制作周期長(zhǎng)、制作過(guò)程對(duì)人體有害，自動(dòng)化程度低；在光彈性試驗(yàn)領(lǐng)域相關(guān)的模型制作技術(shù)中，激光快速成型技術(shù)直接成型光敏樹(shù)脂模型的主要缺點(diǎn)是光學(xué)靈敏度低，其次也存在一定的初始應(yīng)力，很難適應(yīng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制的需要的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種用于光彈性試驗(yàn)的環(huán)氧樹(shù)脂模型制作方法，包括以下步驟：a、采用光固化立體成型光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模；b、在光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模上采用全真空澆注技術(shù)澆注硅橡膠陰模；c、取出光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模獲得成型的硅橡膠陰模；d、密封硅橡膠陰模；e、在硅橡膠陰模內(nèi)通過(guò)光彈性模型的真空澆注工藝方法澆注環(huán)氧樹(shù)脂模型；f、對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂模型進(jìn)行后處理，得到成型的環(huán)氧樹(shù)脂模型。

進(jìn)一步地，步驟a中光固化立體成型光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模，具體為：基于液態(tài)光敏樹(shù)脂的光聚合原理，液態(tài)光敏樹(shù)脂材料在設(shè)定的特定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的紫外光照射下迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，分子量急劇增大，液態(tài)光敏樹(shù)脂材料從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)，形成固態(tài)的光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模。

進(jìn)一步地，步驟b中全真空澆注技術(shù)澆注硅橡膠陰模，具體為：從硅橡膠原材料攪拌開(kāi)始到硅橡膠陰模成型的全過(guò)程均在真空環(huán)境下進(jìn)行，以在硅橡膠陰模制作過(guò)程中充分抽出材料中的氣泡和水分，避免硅橡膠陰模缺料和含氣泡的現(xiàn)象。

進(jìn)一步地，步驟c中取出光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模，具體為：沿光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模的分模線劃開(kāi)硅橡膠陰模；分模線選取模型試驗(yàn)時(shí)的非主要受力部位，且分模線采用簡(jiǎn)單線路；利用硅橡膠陰模的彈性從劃開(kāi)的分模線位置掰開(kāi)取出光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模。

進(jìn)一步地，步驟d中密封硅橡膠陰模，采用與硅橡膠陰模制作采用相同的材料、相同的設(shè)備以及相同的工藝對(duì)硅橡膠陰模進(jìn)行密封，具體為：稱量好硅橡膠原料和固化劑；分別倒入制造設(shè)備的可控混合料斗和可控料斗中；把預(yù)處理好的硅橡膠陰模及薄板圍框放置在制造設(shè)備的升降平臺(tái)上；調(diào)節(jié)平臺(tái)高度把進(jìn)料管道套入制造設(shè)備的倒流裝置，并用扎帶扎好；啟動(dòng)制造設(shè)備并編制好程序；對(duì)制造設(shè)備的真空攪拌控溫室和模型成型室抽真空；把可控料斗中的固化劑傾倒入可控混合料斗進(jìn)行混合，同時(shí)啟動(dòng)制造設(shè)備的攪拌馬達(dá)，并保持真空以排除混入其中的空氣；混合料通過(guò)導(dǎo)流裝置緩慢注入薄板圍框；混合料傾倒完畢，真空攪拌控溫室停止抽真空；對(duì)制造設(shè)備的模型成型室繼續(xù)抽真空；停止對(duì)制造設(shè)備的模型成型室抽真空，然后分三個(gè)階段進(jìn)氣；在室溫下放置，或者放入烘烤箱內(nèi)，澆注的硅橡膠即可充分固化，進(jìn)行硅橡膠固化步驟；完成對(duì)硅橡膠陰模的密封。

進(jìn)一步地，步驟e中光彈性模型的真空澆注工藝方法澆注環(huán)氧樹(shù)脂模型，利用真空澆注成型機(jī)及安裝在真空成型機(jī)內(nèi)的硅橡膠陰模進(jìn)行澆注成型，具體為：配料與模具安裝，根據(jù)需要澆注的光彈性模型的重量按照100：30～35的比例分別稱好環(huán)氧樹(shù)脂和順丁稀二酸酐，把環(huán)氧樹(shù)脂倒入真空澆注成型機(jī)的第一可控料斗，把順丁稀二酸酐倒入第二可控料斗，把硅橡膠陰模放置在固化模具室內(nèi)，調(diào)節(jié)升降平臺(tái)的高度直到方便通過(guò)觀察窗觀看硅橡膠陰模的進(jìn)料口和出料口后，把導(dǎo)流管插入硅橡膠陰模的進(jìn)料口；真空自動(dòng)澆注成型，準(zhǔn)備工作全部完成后，啟動(dòng)真空澆注成型機(jī)，對(duì)真空攪拌控溫室和模型成型室抽真空，設(shè)定第一可控料斗、第二可控料斗、可控混合料斗和固化模具室的溫度值以及保溫時(shí)間，設(shè)定結(jié)束時(shí)控溫裝置自動(dòng)工作，保溫時(shí)間結(jié)束時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)?shù)谝豢煽亓隙返谋貢r(shí)間結(jié)束時(shí)，第一可控料斗自動(dòng)傾倒，環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)流入可控混合料斗，接著第二可控料斗自動(dòng)傾倒，把其中的順丁稀二酸酐倒入可控混合料斗，同時(shí)啟動(dòng)攪拌馬達(dá)，直到兩種材料混合均勻后，停止攪拌馬達(dá)，打開(kāi)密封蓋，緩慢傾倒可控混合料斗，混合料通過(guò)導(dǎo)流裝置緩慢注入硅橡膠陰模，混合料傾倒完畢，各裝置自動(dòng)歸位，澆注結(jié)束接著再抽真空3-5小時(shí)后，固化模具室恒溫一直到光彈性模型成型后停止；拆模與固化：將第一次固化后的模型從硅橡膠模具中取出，鋸掉飛邊和澆冒口，放在恒溫箱中進(jìn)行第二次固化。

進(jìn)一步地，真空澆注成型機(jī)澆注的進(jìn)料口在環(huán)氧樹(shù)脂模型模具的底部，出料口設(shè)置在環(huán)氧樹(shù)脂模型容易出現(xiàn)缺料的部位，以免澆注模型出現(xiàn)缺料現(xiàn)象；真空攪拌控溫室與固化模具室的壓差不超過(guò)20KPa，持續(xù)時(shí)間不超過(guò)5分鐘，以免空氣進(jìn)入模型形成氣泡；真空澆注成型機(jī)的負(fù)壓不超過(guò)80KPa，以避免真空度過(guò)高抽走混合料，造成模型缺料和混合料進(jìn)入真空管道，影響真空系統(tǒng)正常工作；硅橡膠陰模充分預(yù)熱，內(nèi)外溫度都達(dá)到60℃才開(kāi)始倒混合料；混合料攪拌、澆注和成型的過(guò)程必須保持恒溫。

進(jìn)一步地，真空澆注成型機(jī)通過(guò)在真空攪拌控溫室設(shè)置隔離防護(hù)，以間隔第一可控料斗、第二可控料斗及可控混合料斗，使環(huán)氧樹(shù)脂和順丁稀二酸酐兩種原材料揮發(fā)時(shí)，吸附在被隔開(kāi)的隔離防護(hù)上；少量的揮發(fā)物進(jìn)入真空澆注成型機(jī)的蛇形彎管空腔并粘附于彎管內(nèi)壁面上，空氣中存在的揮發(fā)物大部分被過(guò)濾，然后進(jìn)入真空泵，從而達(dá)到保護(hù)真空泵的目的。

進(jìn)一步地，步驟f中環(huán)氧樹(shù)脂模型后處理，具體為：環(huán)氧樹(shù)脂模型膠凝至表層固化后，輕輕劃開(kāi)硅橡膠陰模，以不傷害環(huán)氧樹(shù)脂模型為原則；環(huán)氧樹(shù)脂模型充分固化后，切除澆注口和出料口的多余物料，目視檢查無(wú)缺料現(xiàn)象和氣泡存在，對(duì)個(gè)別不光滑的地方用細(xì)砂紙進(jìn)行打磨，計(jì)量環(huán)氧樹(shù)脂模型的關(guān)鍵尺寸，允許最大誤差2％。

進(jìn)一步地，環(huán)氧樹(shù)脂模型制作完畢，按照退火曲線進(jìn)行一次退火，消除模型的加工應(yīng)力。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明用于光彈性試驗(yàn)的環(huán)氧樹(shù)脂模型制作方法，相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)具有自動(dòng)化程度高、周期短、環(huán)保并且模型內(nèi)部初始應(yīng)力小的特點(diǎn)。有利于縮短光彈性試驗(yàn)的周期、提高試驗(yàn)的精度。光學(xué)靈敏度比光敏樹(shù)脂模型更好。本方法自動(dòng)化程度高、制作周期較短、環(huán)保、內(nèi)部初始應(yīng)力較小，適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)、技術(shù)驗(yàn)證機(jī)階段的定性光彈性試驗(yàn)。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于光彈性試驗(yàn)的環(huán)氧樹(shù)脂模型制作方法的流程框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由下述所限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的用于光彈性試驗(yàn)的環(huán)氧樹(shù)脂模型制作方法的流程框圖。如圖1所示，本實(shí)施例的用于光彈性試驗(yàn)的環(huán)氧樹(shù)脂模型制作方法，包括以下步驟：a、采用光固化立體成型光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模；b、在光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模上采用全真空澆注技術(shù)澆注硅橡膠陰模；c、取出光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模獲得成型的硅橡膠陰模；d、密封硅橡膠陰模；e、在硅橡膠陰模內(nèi)通過(guò)光彈性模型的真空澆注工藝方法澆注環(huán)氧樹(shù)脂模型；f、對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂模型進(jìn)行后處理，得到成型的環(huán)氧樹(shù)脂模型。本發(fā)明用于光彈性試驗(yàn)的環(huán)氧樹(shù)脂模型制作方法，相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)具有自動(dòng)化程度高、周期短、環(huán)保并且模型內(nèi)部初始應(yīng)力小的特點(diǎn)。有利于縮短光彈性試驗(yàn)的周期、提高試驗(yàn)的精度。光學(xué)靈敏度比光敏樹(shù)脂模型更好。本方法自動(dòng)化程度高、制作周期較短、環(huán)保、內(nèi)部初始應(yīng)力較小，適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)、技術(shù)驗(yàn)證機(jī)階段的定性光彈性試驗(yàn)。

本實(shí)施例中，步驟a中光固化立體成型光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模，具體為：基于液態(tài)光敏樹(shù)脂的光聚合原理，液態(tài)光敏樹(shù)脂材料在設(shè)定的特定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的紫外光照射下迅速發(fā)生光聚合反應(yīng)，分子量急劇增大，液態(tài)光敏樹(shù)脂材料從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)，形成固態(tài)的光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模。

本實(shí)施例中，步驟b中全真空澆注技術(shù)澆注硅橡膠陰模，具體為：從硅橡膠原材料攪拌開(kāi)始到硅橡膠陰模成型的全過(guò)程均在真空環(huán)境下進(jìn)行，以在硅橡膠陰模制作過(guò)程中充分抽出材料中的氣泡和水分，避免硅橡膠陰模缺料和含氣泡的現(xiàn)象。

本實(shí)施例中，步驟c中取出光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模，具體為：沿光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模的分模線劃開(kāi)硅橡膠陰模；分模線選取模型試驗(yàn)時(shí)的非主要受力部位，且分模線采用簡(jiǎn)單線路；利用硅橡膠陰模的彈性從劃開(kāi)的分模線位置掰開(kāi)取出光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模。

本實(shí)施例中，步驟d中密封硅橡膠陰模，采用與硅橡膠陰模制作采用相同的材料、相同的設(shè)備以及相同的工藝對(duì)硅橡膠陰模進(jìn)行密封，具體為：稱量好硅橡膠原料和固化劑；分別倒入制造設(shè)備的可控混合料斗和可控料斗中；把預(yù)處理好的硅橡膠陰模及薄板圍框放置在制造設(shè)備的升降平臺(tái)上；調(diào)節(jié)平臺(tái)高度把進(jìn)料管道套入制造設(shè)備的倒流裝置，并用扎帶扎好；啟動(dòng)制造設(shè)備并編制好程序；對(duì)制造設(shè)備的真空攪拌控溫室和模型成型室抽真空；把可控料斗中的固化劑傾倒入可控混合料斗進(jìn)行混合，同時(shí)啟動(dòng)制造設(shè)備的攪拌馬達(dá)，并保持真空以排除混入其中的空氣；混合料通過(guò)導(dǎo)流裝置緩慢注入薄板圍框；混合料傾倒完畢，真空攪拌控溫室停止抽真空；對(duì)制造設(shè)備的模型成型室繼續(xù)抽真空；停止對(duì)制造設(shè)備的模型成型室抽真空，然后分三個(gè)階段進(jìn)氣；在室溫下放置，或者放入烘烤箱內(nèi)，澆注的硅橡膠即可充分固化，進(jìn)行硅橡膠固化步驟；完成對(duì)硅橡膠陰模的密封。工藝流程簡(jiǎn)單，操作方便，不需要新增加設(shè)備和新工藝，采用與硅橡膠陰模相同的原材料作為密封材料，密封層與模型能完好的形成一個(gè)整體，避免了澆注液滲漏和大緊固力引起的變形，顯著提高了密封的成功率和密封質(zhì)量，用它作為陰模澆注的光彈性模型幾何尺寸準(zhǔn)確，誤差小。

本實(shí)施例中，步驟e中光彈性模型的真空澆注工藝方法澆注環(huán)氧樹(shù)脂模型，利用真空澆注成型機(jī)及安裝在真空成型機(jī)內(nèi)的硅橡膠陰模進(jìn)行澆注成型，具體為：配料與模具安裝，根據(jù)需要澆注的光彈性模型的重量按照100：30～35的比例分別稱好環(huán)氧樹(shù)脂和順丁稀二酸酐，把環(huán)氧樹(shù)脂倒入真空澆注成型機(jī)的第一可控料斗，把順丁稀二酸酐倒入第二可控料斗，把硅橡膠陰模放置在固化模具室內(nèi)，調(diào)節(jié)升降平臺(tái)的高度直到方便通過(guò)觀察窗觀看硅橡膠陰模的進(jìn)料口和出料口后，把導(dǎo)流管插入硅橡膠陰模的進(jìn)料口；真空自動(dòng)澆注成型，準(zhǔn)備工作全部完成后，啟動(dòng)真空澆注成型機(jī)，對(duì)真空攪拌控溫室和模型成型室抽真空，設(shè)定第一可控料斗、第二可控料斗、可控混合料斗和固化模具室的溫度值以及保溫時(shí)間，設(shè)定結(jié)束時(shí)控溫裝置自動(dòng)工作，保溫時(shí)間結(jié)束時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)?shù)谝豢煽亓隙返谋貢r(shí)間結(jié)束時(shí)，第一可控料斗自動(dòng)傾倒，環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)流入可控混合料斗，接著第二可控料斗自動(dòng)傾倒，把其中的順丁稀二酸酐倒入可控混合料斗，同時(shí)啟動(dòng)攪拌馬達(dá)，直到兩種材料混合均勻后，停止攪拌馬達(dá)，打開(kāi)密封蓋，緩慢傾倒可控混合料斗，混合料通過(guò)導(dǎo)流裝置緩慢注入硅橡膠陰模，混合料傾倒完畢，各裝置自動(dòng)歸位，澆注結(jié)束接著再抽真空3-5小時(shí)后，固化模具室恒溫一直到光彈性模型成型后停止；拆模與固化：將第一次固化后的模型從硅橡膠模具中取出，鋸掉飛邊和澆冒口，放在恒溫箱中進(jìn)行第二次固化。自動(dòng)化程度高，工藝流程簡(jiǎn)單，操作方便，提高了原材料的純度，避免了材料的不均勻，恒溫澆注和攪拌均勻能有效消除“云霧”和降低澆注的初應(yīng)力，澆注的光彈性模型內(nèi)部力學(xué)和光學(xué)性能好，幾何尺寸準(zhǔn)確，誤差小，澆注過(guò)程對(duì)人體無(wú)損害。

本實(shí)施例中，真空澆注成型機(jī)澆注的進(jìn)料口在環(huán)氧樹(shù)脂模型模具的底部，出料口設(shè)置在環(huán)氧樹(shù)脂模型容易出現(xiàn)缺料的部位，以免澆注模型出現(xiàn)缺料現(xiàn)象；真空攪拌控溫室與固化模具室的壓差不超過(guò)20KPa，持續(xù)時(shí)間不超過(guò)5分鐘，以免空氣進(jìn)入模型形成氣泡；真空澆注成型機(jī)的負(fù)壓不超過(guò)80KPa，以避免真空度過(guò)高抽走混合料，造成模型缺料和混合料進(jìn)入真空管道，影響真空系統(tǒng)正常工作；硅橡膠陰模充分預(yù)熱，內(nèi)外溫度都達(dá)到60℃才開(kāi)始倒混合料；混合料攪拌、澆注和成型的過(guò)程必須保持恒溫。

本實(shí)施例中，真空澆注成型機(jī)通過(guò)在真空攪拌控溫室設(shè)置隔離防護(hù)，以間隔第一可控料斗、第二可控料斗及可控混合料斗，使環(huán)氧樹(shù)脂和順丁稀二酸酐兩種原材料揮發(fā)時(shí)，吸附在被隔開(kāi)的隔離防護(hù)上；少量的揮發(fā)物進(jìn)入真空澆注成型機(jī)的蛇形彎管空腔并粘附于彎管內(nèi)壁面上，空氣中存在的揮發(fā)物大部分被過(guò)濾，然后進(jìn)入真空泵，從而達(dá)到保護(hù)真空泵的目的。

本實(shí)施例中，步驟f中環(huán)氧樹(shù)脂模型后處理，具體為：環(huán)氧樹(shù)脂模型膠凝至表層固化后，輕輕劃開(kāi)硅橡膠陰模，以不傷害環(huán)氧樹(shù)脂模型為原則；環(huán)氧樹(shù)脂模型充分固化后，切除澆注口和出料口的多余物料，目視檢查無(wú)缺料現(xiàn)象和氣泡存在，對(duì)個(gè)別不光滑的地方用細(xì)砂紙進(jìn)行打磨，計(jì)量環(huán)氧樹(shù)脂模型的關(guān)鍵尺寸，允許最大誤差2％。

本實(shí)施例中，環(huán)氧樹(shù)脂模型制作完畢，可按照退火曲線進(jìn)行一次退火，以消除模型的加工應(yīng)力。

實(shí)施時(shí)，一種自動(dòng)化程度高、制作周期較短、環(huán)保、內(nèi)部初始應(yīng)力較小的模型制作方法。利用行業(yè)內(nèi)外的多個(gè)先進(jìn)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的模型制作方法進(jìn)行革新，加快試驗(yàn)整體進(jìn)度和提高試驗(yàn)精度。適合航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)、技術(shù)驗(yàn)證機(jī)階段的定性光彈性試驗(yàn)。

環(huán)氧樹(shù)脂模型制作的新方法分六個(gè)階段，分別為光固化立體成型光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模、全真空澆注技術(shù)澆注硅橡膠陰模、取出光敏樹(shù)脂模型、三同密封方法密封硅橡膠陰模、光彈性模型的真空澆注工藝方法澆注模型和模型后處理。

光固化立體成型光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模

光固化立體成型(SLA)技術(shù)是基于液態(tài)光敏樹(shù)脂的光聚合原理工作的，這種液態(tài)材料在一定波長(zhǎng)和強(qiáng)度的紫外光(的照射下能迅速發(fā)生光聚合反應(yīng),分子量急劇增大,材料也就從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。高精度的激光快速成型機(jī)成型模型的誤差在0.1mm。該技術(shù)在快速成型領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，它快速、環(huán)保。利用此先進(jìn)技術(shù)直接成型光敏樹(shù)脂模型陽(yáng)模，可達(dá)到縮短模型制作周期的目的。

全真空澆注技術(shù)澆注硅橡膠陰模

全真空澆注技術(shù)從原材料攪拌開(kāi)始到模型成型的全過(guò)程均在真空環(huán)境下進(jìn)行，相對(duì)原有部分環(huán)節(jié)在真空條件下更能有效地抽出氣泡和水分，避免硅橡膠模型缺料和有氣泡現(xiàn)象，能提高模型澆注的質(zhì)量和一次成功率。該技術(shù)在快速成型領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，利用它澆注硅橡膠陰模，可達(dá)到提高硅橡膠陰模質(zhì)量和提高模型制作效率的目的。

取出光敏樹(shù)脂模型

沿分模線用手術(shù)刀劃開(kāi)硅橡膠陰模，取出光敏樹(shù)脂模型，分模線盡量是模型試驗(yàn)時(shí)非主要受力部位，而且分模線要以簡(jiǎn)單為佳，硅橡膠模型有較好的彈性，用手掰開(kāi)能取出模型即可。

三同密封方法密封硅橡膠陰模

用相同的原材料、設(shè)備和工藝對(duì)硅橡膠陰模進(jìn)行密封，密封的質(zhì)量高并且能一次成功。利用該方法密封硅橡膠陰模的變形小，密封成功率100％。

光彈性模型的真空澆注工藝方法澆注模型

光彈性模型的真空澆注工藝方法，自動(dòng)化程度高，工藝流程簡(jiǎn)單，操作方便，提高了原材料的純度，避免了材料的不均勻，恒溫澆注和攪拌均勻能有效消除“云霧”和降低澆注的初應(yīng)力，澆注的光彈性模型內(nèi)部力學(xué)和光學(xué)性能好，幾何尺寸準(zhǔn)確，誤差小，澆注過(guò)程對(duì)人體無(wú)損害。利用本方法及其真空澆注成型機(jī)能提高環(huán)氧樹(shù)脂模型的質(zhì)量，澆注過(guò)程綠色環(huán)保。

模型后處理

環(huán)氧樹(shù)脂模型膠凝，到表層固化后，輕輕劃開(kāi)硅橡膠陰模，以不傷害環(huán)氧樹(shù)脂模型為原則，需要特別小心。硅橡膠陰模為一次性使用，不重復(fù)使用的目的是確保不出現(xiàn)開(kāi)模造成模型微小的現(xiàn)象，此時(shí)的微小損傷或外部微小應(yīng)力進(jìn)入模型會(huì)在二次固化時(shí)造成模型出現(xiàn)裂紋。模型充分固化后，切除澆注口和出料口的多余物，目視檢查無(wú)缺料現(xiàn)象和氣泡存在，對(duì)個(gè)別不光滑的地方用細(xì)砂紙進(jìn)行打磨，計(jì)量模型的關(guān)鍵尺寸，允許最大誤差2％。模型制作完畢必要時(shí)可按照退火曲線進(jìn)行一次退火，消除模型的加工應(yīng)力。

以3齒梯形榫頭、榫槽模型制作為例，具體實(shí)施如下：

a)先設(shè)計(jì)3齒梯形榫頭、榫槽UG圖紙。按照激光快速成型技術(shù)的要求轉(zhuǎn)換成激光快速成型機(jī)的格式。在激光快速成型機(jī)中放入光敏樹(shù)脂原材料，啟動(dòng)設(shè)備編制程序后直接成型模型。

b)把制作好的陽(yáng)模做好支撐放入一個(gè)薄硬紙板圍框中并一起放置到真空澆注成型機(jī)中，按照RTV硅橡膠988#：固化劑＝100：1.8的比例稱量好模型澆注所需的原材料，利用真空澆注成型機(jī)及硅橡膠真空澆注工藝實(shí)現(xiàn)全真空自動(dòng)澆注。澆注結(jié)束后、自動(dòng)停機(jī)，讓硅橡膠陰模自然固化。

c)硅橡膠陰模自然固化后，撤除薄硬紙板圍框。根據(jù)試驗(yàn)技術(shù)要求，選取試驗(yàn)的非受力面或次要受力面設(shè)置分模線，用手術(shù)刀沿分模線劃開(kāi)硅橡膠陰模，陰模不全部劃開(kāi)，只劃到陰模型整體長(zhǎng)度的2/3左右，兩個(gè)人配合，一個(gè)人用手掰開(kāi)硅橡膠陰模，另一個(gè)人取出光敏樹(shù)脂模型。

d)在硅橡膠陰模底部做一個(gè)比較粗的進(jìn)料口，兩邊各作一個(gè)比較細(xì)的出料口，頂部做一個(gè)比較細(xì)的出料口，重新合好硅橡膠陰模。一個(gè)人輕輕按住硅橡膠陰模，另一個(gè)用訂書(shū)針訂好分模線。

用硬紙板制作一個(gè)比硅橡膠陰模略大的薄圍框，硅橡膠陰模的四個(gè)料口插好導(dǎo)管后固定在薄圍框中。放置薄圍框時(shí)，四個(gè)料口應(yīng)避開(kāi)真空澆注成型機(jī)的澆注口以避免澆注液進(jìn)入料口。按照RTV硅橡膠988#：固化劑＝100：1.8的比例稱量好模型密封所需的原材料，利用真空澆注成型機(jī)和硅橡膠真空澆注工藝實(shí)現(xiàn)全真空自動(dòng)澆注，密封層比硅橡膠陰模高約3mm,不得高于出料口的高度。澆注結(jié)束后、自動(dòng)停機(jī)，讓硅橡膠陰模密封層自然固化。

e)硅橡膠陰模密封層自然固化后，撤除薄硬紙板圍框并檢查硅橡膠陰模密封質(zhì)量。確認(rèn)密封完好后把進(jìn)料口導(dǎo)管的一端對(duì)接在真空澆注成型機(jī)的澆注口上并用扎帶固定。三個(gè)出料口的高度比硅橡膠陰模略高。

根據(jù)要澆注的環(huán)氧樹(shù)脂模型的重量按照100：30～35的重量比例分別稱好環(huán)氧樹(shù)脂(128)和順丁烯二酸酐，分別倒入真空澆注成型機(jī)的可控料斗。利用真空澆注成型機(jī)及光彈性模型的真空澆注工藝方法實(shí)現(xiàn)全真空自動(dòng)澆注。澆注結(jié)束后、自動(dòng)停機(jī)，讓環(huán)氧樹(shù)脂模型等溫固化。

f)環(huán)氧樹(shù)脂模型等溫固化到表層全部固化，內(nèi)部未完全固化時(shí)，停止第一次固化，兩人協(xié)作，一人拿模具，另一人輕輕劃開(kāi)硅橡膠陰模，取走絕大部分硅橡膠，保留固定支撐作用的部分進(jìn)行第二次固化。模型充分固化后，切除澆注口和出料口的多余物，目視檢查無(wú)缺料現(xiàn)象和氣泡存在，對(duì)個(gè)別不光滑的地方用細(xì)砂紙進(jìn)行打磨，計(jì)量模型的關(guān)鍵尺寸，允許實(shí)物與設(shè)計(jì)圖紙的尺寸最大誤差為2％。

本發(fā)明利用行業(yè)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的模型制作方法的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行全面革新。改變了傳統(tǒng)制作方法自動(dòng)化程度低、周期長(zhǎng)、不環(huán)保的缺點(diǎn)。用行業(yè)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的相應(yīng)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造，取得了顯著進(jìn)步，從而使新方法具有自動(dòng)化程度高、周期短、環(huán)保并且模型內(nèi)部初始應(yīng)力小的特點(diǎn)。相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)取得了顯著進(jìn)步，使新方法具有自動(dòng)化程度高、周期短、環(huán)保并且模型內(nèi)部初始應(yīng)力小的特點(diǎn)。有利于縮短光彈性試驗(yàn)的周期、提高試驗(yàn)的精度。相對(duì)于正在發(fā)展的光敏樹(shù)脂模型制作技術(shù)，它成熟可靠，與已有的技術(shù)匹配性好，環(huán)氧樹(shù)脂模型使用的單位多，占據(jù)主導(dǎo)地位；它的光學(xué)靈敏度比光敏樹(shù)脂模型好很多。當(dāng)前的技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，不同行業(yè)進(jìn)行光彈性試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)各自條件選用合適的模型制作方法。

本發(fā)明用于光彈性試驗(yàn)的環(huán)氧樹(shù)脂模型制作方法適合用于光彈性定性試驗(yàn)研究的模型制作。環(huán)氧樹(shù)脂模型目前在國(guó)內(nèi)仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，其它材料制作的模型使用范圍均沒(méi)有它廣闊。對(duì)精度要求高的定量光彈性試驗(yàn)研究不宜采用本方法。激光快速成型機(jī)推薦使用西安交通大學(xué)開(kāi)發(fā)的設(shè)備，同等精度的產(chǎn)品也可以。模型退火曲線可以按照光彈性模型的真空澆注工藝方法的二次固化曲線進(jìn)行。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。