面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法与流程

本发明属于固体推进剂增材制造，特别是一种面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法。

背景技术：

1、黏结剂喷射技术作为常见增材制造技术的一种，具有高打印效率、无热源输入、几何结构灵活等优点，在固体推进剂领域具有良好的应用前景。目前，黏结剂喷射增材制造固体推进剂所用黏合剂的研发仍存在较大的探索空间。传统实验研究方法周期长、成本高、效率有限。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法，节约实验成本、缩短研发周期。

2、本发明的技术解决方案是：

3、面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法，包括：

4、1）对固体推进剂中的ap粉末原料和al粉末原料分别进行粒度分析实验，得到ap粉末直径和al粉末直径；

5、2）将步骤1）得到的ap粉末直径等效为1次球的球体直径，将步骤1）得到的al粉末直径等效为2次球的球体直径，并根据horsfied堆积理论，建立三维粉末床模型；

6、3）利用步骤2）得到的三维粉末床模型，对不同组分的黏合剂液滴在粉末床上的铺展与浸润过程进行仿真模拟计算，获得黏合剂液滴铺展与浸润过程的量化参数；

7、4）由步骤3）得到铺展与浸润过程的量化参数，确定不同组分的黏合剂液滴筛选定性指标；

8、5）利用步骤4）得到的黏合剂液滴筛选定性指标，绘制不同组分配比黏合剂液滴的散点图；

9、6）从散点图中，选取黏合剂液滴筛选定性指标最趋近于1的黏合剂组分为最优粘合剂配方，作为用于喷射制造固体推进剂的黏合剂。

10、优选地，步骤2）中建立三维粉末床模型的方法，具体为：

11、将ap粉末等效为1次球进行六方最密堆积形成的正八面体，将al粉末等效为2次球填充于1次球形成的正八面体空隙中，得到三维粉末床模型。

12、优选地，所述量化参数包括：黏合剂液滴铺展面积、黏合剂液滴的浸润深度与黏合剂液滴的未浸润深度。

13、优选地，定性指标中，为粉末覆盖率；为相对浸润深度。

14、优选地，粉末覆盖率的计算方法，具体为：

15、

16、

17、其中，为黏合剂液滴覆盖球体的等效面积，为1次球的球体半径，为黏合剂液滴覆盖1次球体的数目。

18、优选地，相对浸润深度的计算方法，具体为：

19、

20、

21、优选地，黏合剂由正己烷、htpbⅲ、dos和ipdi组成；

22、步骤3）中所述不同组分粘合剂的质量比取值范围如下：

23、以正己烷的质量比不大于70% ，htpbⅲ的质量比不大于50%，dos和ipdi的质量比和值为10%。

24、优选地，黏合剂由正己烷、htpbⅲ、dos和tdi组成；

25、步骤3）中所述不同组分粘合剂的质量比取值范围如下：

26、以正己烷的质量比不大于70%，htpbⅲ的质量比不大于50%， dos和tdi的质量比和值为10%。

27、本发明与现有技术相比的有益效果是：

28、1）本发明通过构建三维粉末床模型并结合液滴喷射过程的数值仿真，实现了对黏合剂液滴铺展与浸润行为的定量表征，避免了传统试错法对大量物理实验的依赖，显著缩短了黏合剂的筛选与研发周期。

29、2）本发明采用计算仿真手段替代实验探索，大幅减少了固体推进剂原料（ap、al粉）及黏合剂样品的消耗，降低了火工品试验的安全风险和原材料成本，从而显著降低了研发试验成本。

30、3）本发明通过建立评价指标并绘制散点图进行可视化分析，形成了系统化的黏合剂快速筛选机制，为黏结剂喷射增材制造固体推进剂的黏合剂体系设计提供了高效、可量化的新思路，克服了现有经验筛选方法主观性强、普适性差的问题。

1.面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法，其特征在于，步骤2）中建立三维粉末床模型的方法，具体为：

3.根据权利要求1-2任意之一所述的面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法，其特征在于，所述量化参数包括：黏合剂液滴铺展面积、黏合剂液滴的浸润深度与黏合剂液滴的未浸润深度。

4.根据权利要求3所述的面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法，其特征在于，定性指标中，为粉末覆盖率；为相对浸润深度。

5.根据权利要求4所述的面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法，其特征在于，粉末覆盖率的计算方法，具体为：

6.根据权利要求5所述的面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法，其特征在于，相对浸润深度的计算方法，具体为：

7.根据权利要求6所述的面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法，其特征在于，黏合剂由正己烷、htpbⅲ、dos和ipdi组成；

8.根据权利要求6所述的面向黏结剂喷射增材制造固体推进剂黏合剂的筛选方法，其特征在于，黏合剂由正己烷、htpbⅲ、dos和tdi组成；