3D打印技术在武器装备零件维修中的应用

发布时间：2021-03-31 00:26

　　分析国内外武器装备维修现状,提出运用3D打印技术实现军工零件的快速维修。通过对结构、材料的双重拓扑优化,将组合件通过3D打印技术一体成型,省去了装配环节,节约成本、时间,达到轻量化的效果。结合战地抢修要求和3D打印技术工艺特点,为将3D打印技术应用在武器装备维修上提供了新思路。 

【文章来源】：机床与液压. 2020,48(15)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

3D打印维修保障系统组成

3D打印维修保障系统主要应用方向

有些零件是通过组装形成的,这样既浪费时间又造成成本的增加。3D打印可以实现零部件一次性成型,无需再进行装配等工序,缩短了武器装备维修周期。首先,可以对武器装备中的零件进行结构优化,然后运用3D打印技术将其一体打印成型,如图3所示。若采用传统加工方式,需要各自制造然后通过装配成型,这样既增加了加工时间又无法保证结构各项性能满足要求。通过3D打印技术制造的零件与传统制造的相比,材料损耗为传统加工的1/10,误差控制在0.1 mm以内[16]。根据实际应用情况,使用同一数量的耗材制造零件,3D打印机的生产效率是传统方法的3倍[17]。拓扑优化设计是在不改变模型结构和功能的情况下,使所用的材料尽可能少,达到最优分布。将模型分为有限个单元,通过相应算法决定每个单元的取舍,剩余的单元可以组成优化后的结构,实现原有的机械功能,从而实现模型的拓扑优化设计[18]。利用拓扑优化设计技术,使零件材料达到合理分配,以减少模型质量,缩短制造时间。拓扑优化求解流程如图4所示。在实际应用中,先将物理模型转化为数学模型,再通过数学求解方法得到优化结果。


本文编号：3110424