复合固体推进剂直写式3D打印工艺及其性能①
2021-11-24赵永超张利军胡润芝
固体火箭技术 2021年5期
王 璐,赵永超 ,苗 楠 ,张利军 ,苗 恺 ,胡润芝
(1.西安航天化学动力有限公司,西安 710025;2.西安交通大学,西安 710049)
0 引言
随着未来武器装备不断向精密控制与精确打击的方向发展,多样化、复杂化的异型推进剂药柱与毁伤单元成为必然发展趋势[1-2]。然而,现有的推进剂浇注工艺受限于芯模形状[3],无法实现多材料、复杂形状装药、高精度装药等。增材制造技术不仅能克服以上局限,还能缩短推进剂研发周期,简化装药工艺,提高研制及生产过程的安全性,完全实现人机隔离远程自动化操作[4-5]。
目前,国内外相继开展了增材制造技术在火炸药领域的相关基础性研究,但多处于实验室水平。欧美等国家早在20世纪末投入大量经费用于火炸药增材制造成型[6-9]。近几年美国印度等取得较大突破,在复杂药型、燃速梯变和高粘度推进剂的打印设备和打印工艺取得了较大突破。印度科学研究院采用单喷嘴喷墨打印机制备三维网状AP/HTPB/Al复合固体推进剂,获得不同堆积密度、不同燃速和压强指数的推进剂药柱[10]。美国普渡大学MCCLAIN M S等[11]采用挤出、超声打印技术打印高粘度HTPB推进剂,初步实现了复杂药型结构能量渐变推进剂和高固含量(85%)、高粘度(69 000 000 cP)推进剂的制备,且孔隙率比浇注成型的推进剂低。但目前打印尺寸较小为φ30 mm×100 mm,且打印工艺还需要进一步优化。
国内的南京理工大学、西安交通大学、湖北航天化学技术研究所、西安航天化学动力有限公司、西安近代化学研究所、北京理工大学等多家单位都提出了增材制造技术在推进剂药柱制造领域的应用设想。……
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