含能材料3D打印系统
突破传统工艺限制,实现炸药、推进剂等含能材料精密成型的革命性制造技术。
森工科技含能材料3D打印系统,是一款通过挤出-沉积工艺实现炸药、推进剂等含能材料精密成型的专用增材制造系统,其核心价值在于突破了传统工艺的结构限制和性能瓶颈。
该系统通过数字化逐层堆积,可制造传统方法无法实现的复杂装药结构(如空心、蜂窝、梯度等),显著提升燃烧效率和爆轰控制精度。相比传统工艺,其设计自由度更高(燃面可编程)、研发周期更短、单件成本更低,同时实现人机分离的安全生产模式。能推动含能器件从"制造适合设计"向"设计适合功能"的范式转变,成为含能材料加工领域革命性的制造手段。
该系统采用??榛杓疲芄惶峁└髦止δ艿母鲂曰ㄖ?,满足不同材料及不同应用场景的需求。同时,还能提供粘结剂喷墨打印技术的3D打印系统,能通过粘结剂墨水把含能粉末直接固化成型,提高含量材料的固含量。

系统特点
融合多项安全设计与先进技术,满足含能材料精密成型的严苛要求。
安全性强化设计
- 防爆与防静电:设备采用防爆结构及材料需达到EXIIBT4级,避免火花或静电引发意外;接地系统降低燃爆风险;
- 电器分离防爆箱:通过物理隔离潜在点火源与危险环境,防止电火花、高温或电弧引燃易燃易爆物质,从而保障高危工艺的本质安全;
- 防爆伺服电机:定位精度1μm,额定转速/最高转速300/600rpm,防爆等级EXdIIBT4级;
- 断电防撞击:发生意外碰撞或冲击时,立即停止设备运行,避免因机械损坏导致电气短路、火花、设备故障,甚至火灾或爆炸;
- 防爆压力温度检测:搭载防爆压力及温度传感器,防爆等级EXd IIBT4级,膜片耐温250℃,精准测量材料的温压,能实时监测打印过程中的压力和温度变化,超出安全范围立即警报并启动应急措施;
- 耐高温玻璃观察窗:可快速识别设备内部异常,无需打开设备,减少风险,耐高温玻璃具有高强度(抗弯强度>100MPa)和抗热震性(ΔT>500°C),可承受爆炸冲击或压力骤变,防止高危物质外泄;
- 人机分离远程控制:设置设备间、电器间、操作间三者分离,提高操作安全系数,减少电磁干扰确保远程信号稳定性,维护人员可针对单一??榧煨蓿扌枵逋;?
- 两级安全急停:初级急停在设备检测到局部异常时触发,立即停止机械运动部件,保留系统部分功能;高级急停在发生无法控制的风险时触发,强制切断所有电力、流体等全系统功能;
多形态材料兼容性
可适配粉末、浆料、凝胶等多种形态的含能材料,通过参数调整(如粘度、固化速度)优化打印效果;
封闭式操作环境
全封闭打印舱配备负压系统及保温措施,防止有毒挥发物泄漏及确保内部恒温,同时隔离外部环境温度干扰;
智能化与自动化
联动控制,对打印过程进行实时监控,实现温度及压力实时在线监控,具备参数异常预警与紧急?;裙δ?;
耐腐蚀材料软硬构造
关键部件(喷嘴,柱塞)采用黄铜材料,抵抗含能材料的化学腐蚀,较软的黄铜会在接触时轻微变形,避免硬碰硬摩擦产生高温火花,实际中在高压推送含能材料时,黄铜柱塞与钢质套筒配合,黄铜的“让步”特性可大幅降低金属间剧烈摩擦的风险,从根源上杜绝起火隐患;
微真空系统
旋片工业真空泵,工作真空值为2KPa,打印腔室抽真空,具备加料后的物料真空滤除气泡能力,优化材料流动性与填充精度,真空系统独立于打印机之外,并在电脑上集中控制;
紫外辐射固化
夹具可多维度调节,设计为两路或多路照射,机器有携带紫外固化功能,紫外固化模块支持4波长紫外固化灯(365、385、395、405nm),实现距离、照射角度、光功率等多参数可调;
料筒加热
温控精准,分段加热,分段检测温度,搭载六路水路包含4路料筒,1路腔体,1路平台循环加热,最高100℃(可独立调温,温度控制精度±2℃);
腔体加热
腔体搭载水循环实现打印仓室和底部带加热功能(封闭),并内置保温棉保温防止温度泄露,实现温度不高于100℃,温度控制精度±2℃;
多功能平台
①多功能:能够负载10kg,平台设计成可拓展结构,提供孔位便于后面安装多轴平台拓展曲面异型打印,安装磁铁,可以使用磁吸不锈钢板,方便模型收??;②平台加热:搭载水循环加热,最高100℃,精度±2℃;
喷头直径定制化
多规格可选0.8,1.0,1.2,1.4,2.0mm;
防爆料温料压检测
搭载防爆压力及温度传感器,防爆等级EXd IIBT4级,膜片耐温250℃,精准测量材料的温压,实时监测管理及实时反馈机制,实现材料处理的安全性、稳定性和工艺可重复性;
双料筒设计
①.气缸控制料筒升降,轮流切换工作,避免空闲料筒对打印件的干扰;②.通过两个独立料筒的协同工作,实现不间断供料、材料快速切换;
耐高温玻璃观察窗
通过观察窗可以快速识别设备内部的堵塞或异常情况,而无需打开设备,从而减少风险,耐高温玻璃具有高强度(抗弯强度>100MPa)和抗热震性(ΔT>500°C),可承受设备内部爆炸冲击或压力骤变,防止高危物质外泄;
运动结构
隐藏式结构设计,实现防尘的同时可进行材料二次回收避免浪费;
工作空间
260x260x380mm;
料仓容量
单料筒容积1.5L,双料筒可实现3.0L的有效容积;
易清洗
打印头设计成三部分,柱塞体和喷头分离可拆可装,可以有效提高拆卸和更换清洗的便利性;
机械过载?;?
机械运动?;ぜ觳獾缁缌魇倒赝;驮黾酉尬蛔爸糜龅浇艏鼻榭銎鸬交撼灞;ぷ饔?;
超声共振辅助系统
实现高固含量物料的挤出,在喷嘴处布置超声共振辅助系统针对材料高粘度,超声波振动料筒内壁形成气泡便于挤出,超声具有防爆EXd IIBT4级要求,支持连续24小时工作;
软件系统
结合切片软件预演打印过程,实现打印成型路径规划、温度、压力等参量的实时检测,分为一二级工作平台点击直接跳转,具备参数异常预警与紧急?;裙δ?,通过传感器反馈优化参数(如压力、速度);
??榛啥ㄖ?
支持双头断料续打功能或预留拓展坞(多轴平台拓展曲面异型打?。?,适应从常规打印转变为多方向打印的不同需求;
功能应用
为含能材料加工带来革命性突破的应用场景
复杂几何结构制造
突破传统工艺限制,实现多孔、蜂窝或梯度结构等复杂几何形状的精确成型,优化能量释放效率。
- 推进剂燃速精确调控;
- 多孔结构优化能量输出;
- 梯度材料分布设计。
定制化生产
快速响应小批量、多品种需求,为军工定制弹药、航天器推进装置等提供特殊形状设计与制造解决方案。
- 小批量特种弹药生产;
- 航天器异形推进装置;
- 个性化含能器件研发。
快速原型开发
数小时内完成从设计到实物的迭代过程,显著缩短含能器件研发周期,加速新型配方验证。
- 设计迭代效率提升80%;
- 新型配方快速验证;
- 研发周期缩短50%。