一种电力设备密封件的3d打印方法
【专利摘要】本发明涉及一种电力设备密封件的3D打印方法，包括以下步骤：步骤一：根据所需规格的密封件，设计生成三维CAD或其它三维绘图软件的数字设计模型；步骤二：根据所述三维CAD模型生成n个横截面层；步骤三：根据所生成的多个横截面层逐层沉积原材料，每个横截面层对应形成一个原材料层，每沉积一次形成一个原材料层，对该原材料层进行预处理，然后，依照该原材料层的横截面层对该原材料层进行塑化热处理；步骤四、去除未被热处理的原材料，得到三维模型。本发明采用3D制造的方法来进行电阻式触摸屏的制造，工艺较传统方法大大简化，省去传统工艺曝光、显影、刻蚀等多道复杂工艺，节约生产原料和制造成本。
【专利说明】一种电力设备密封件的3D打印方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力设备密封件，尤其涉及一种电力设备密封件的3D打印方法。
【背景技术】
[0002]3D打印(3D printing)，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过对粉末状的原材料进行热处理，使部分原材料依照所设计的三维CAD模型热熔或软化、粘合、挤压塑化成型，从而构造物体的技术。但是现有技术中，没有对电力设备密封件进行3D打印的技术，根据电力设备密封件大多为具有高绝缘性和耐绝缘油、耐SF6介质腐蚀的硅橡胶材料的特点，因此需在每个原材料层的热处理之前要进行预处理过程，在软化、粘合、挤压、塑化成型后，又需按一定冷却速度进行降温，以防止整个三维模型有可能出现收缩变形或开裂等不利影响，从而影响电力设备密封件的质量和外观。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，结合了 3D打印的优势，提供一种电力设备密封件的3D打印方法。
[0004]本发明的技术方案在于:
一种电力设备密封件的3D打印方法，包括以下步骤:
步骤一:根据所需规格的密封件，设计生成三维CAD或其它三维绘图软件的数字设计模型；
步骤二:根据所述三维CAD模型生成η个横截面层；
步骤三:根据所生成的多个横截面层逐层沉积原材料，每个横截面层对应形成一个原材料层，每沉积一次形成一个原材料层，对该原材料层进行预处理，然后，依照该原材料层的横截面层对该原材料层进行塑化热处理；
步骤四、去除未被热处理的原材料，得到三维模型。
[0005]其中，步骤三中第I个原材料层的预处理过程具体为:对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为150?160°C，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，此时原材料细颗粒已开始软化、粘合；然后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低2?3°C，第二次预加热温度的时长为8?IOmin;从第2个原材料层开始到第η个原材料层，其中，第k个原材料层的预处理过程具体为:先将已经热处理的k-Ι个原材料层冷却至110°C，冷却的目的是为了保持其塑性，避免温差太大，在后面的叠加过程中不变形，然后对第k个原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为150?160°C，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，原材料细颗粒已软化；然后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低2?3°C，第二次预加热温度的时长为8?IOmin,其中k小于等于η。
[0006]对原材料层的第一次预加热温度、第一次预加热时长、第二次预加热温度以及第二次预加热时长均相等。
[0007]步骤三中，当完成对第η个原材料层的热处理，对所有的已经热处理的η个原材料层进行后处理，后处理的具体过程为:先将已经热处理的η个原材料层自然冷却至第一冷却温度，并在所述第一冷却温度下保温lOmin，所述第一冷却温度比原材料的塑化成型温度点低约100°C，然后将已经热处理的η个原材料层冷却至室温，冷却速度约为10°C /min0
[0008]本发明的优点在于:
本发明得到的电力设备密封件三维模型具有良好的质量，包括具有能承受高电压、高磁场环境下长期使用，还具有能耐受绝缘油、SF6介质的腐蚀和抗老化的性能，本发明能精准按所设计密封件规格进行三维逐层堆积、软化、粘合、挤压、塑化成型，保证了所打印制造出的密封件尺寸精准、外形美观。
【具体实施方式】
[0009]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例作详细说明如下。
[0010]以下将通过具体实施例对本发明做进一步的详细描述。
[0011]本发明提供一种3D打印方法，包括以下步骤:步骤一、生成三维CAD模型；步骤二、根据所述三维CAD模型生成η个横截面层；步骤三、根据所生成的多个横截面层逐层沉积原材料，每个横截面层对应形成一个原材料层，每沉积形成一个原材料层，对该原材料层进行预处理，之后，依照该原材料层的横截面层对该原材料层进行热处理，其中，(I)第I个原材料层的预处理过程具体为:对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为150?160°C，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，之后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低2?3°C，第二次预加热温度的时长为IOmin, (2)从第2个原材料层开始到第η个原材料层，其中第k个原材料层的预处理过程具体为:先将已经热处理的k-Ι个原材料层冷却至8?10°C，之后对第k个原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为150?160°C，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，之后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低2?3°C，第二次预加热温度的时长为IOmin ;步骤四、去除未被热处理的原材料，得到三维模型。
[0012]对于第I个原材料层，预处理过程包括第一次预加热和第二次预加热，第一次预加热温度较低，仅为了促进原材料的软化、粘合过程的实现；第二次预加热温度为在原材料的塑化成型温度点附近，比塑化成型温度点低2?3°C，且时长为lOmin，目的在于，一方面可以提高完成对该原材料层的热处理的速度，另一方面经过两次递进式的预热，整个原材料层的热塑化成型过程可以稳定且均匀的进行，减小成型后的变形。对于第k个原材料层(2 < η)，预处理包括对前k-Ι个原材料层的冷却、第一次预加热以及第二次预加热。其中，对前k-Ι个原材料层的冷却是出于以下考虑:前k-Ι个原材料层经过热处理后，温度较高，这部分热量会传递给新沉积的第k个原材料层，从而干扰第k个原材料层的成型过程，为了消除这种影响，先对前k-Ι个原材料层冷却；对于第k-Ι个原材料层而言，经过第一次冷却，对于第k-2个原材料层而言，就是第二次冷却，也就是说，前面的k-Ι个原材料层都经过不同次数的反复冷却，这是也可以起到帮助释放张力的作用。在对前k-Ι个原材料层的冷却后，紧接着，第k个原材料层依次进行第一次预加热和第二次预加热。本发明中，所有的原材料层的第一次预加热温度、第一次预加热时长、第二次预加热温度以及第二次预加热时长均相等。这是为了尽量保证所有的原材料层的成型过程一致，保证各原材料层的性质均匀。
[0013]在一个实施例中，所述步骤三中，(I)第I个原材料层的预处理过程具体为:对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为160°C，第二次预加热温度的时长为IOmin, (2)从第2个原材料层开始到第η个原材料层，其中第k个原材料层的预处理过程具体为:先将已经热处理的k-Ι个原材料层冷却至110°C，之后对第k个原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为160°C，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低2?3°C，第二次预加热温度的时长为IOmin0在一个较优的实施例中，在完成对最后一个原材料层的热处理后，还对所有的原材料层进行后处理。即所述步骤三中，当完成对第η个原材料层的热处理，对所有的已经热处理的η个原材料层进行后处理，后处理的具体过程为:先将已经热处理的η个原材料层冷却至第一冷却温度，并在所述第一冷却温度下保温20?30min，所述第一冷却温度比原材料的塑化成型温度点低10?12°C，之后将已经热处理的η个原材料层冷却至室温，冷却速度为10°C /min。上述过程中，先在第一冷却温度的状态下保温20?30min，第一冷却温度仅比原材料的热塑化温度点低10?12°C，使已经热处理的η个原材料层进一步释放张力；然后以稳定且缓慢的速度降温至室温，在缓慢降温过程，仍然有部分原材料层的部分位置持续调整，最终使获得三维模型的结构稳定。
[0014]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种电力设备密封件的3D打印方法，包括以下步骤: 步骤一:根据所需规格的密封件，设计生成三维CAD或其它三维绘图软件的数字设计模型； 步骤二:根据所述三维CAD模型生成η个横截面层； 步骤三:根据所生成的多个横截面层逐层沉积原材料，每个横截面层对应形成一个原材料层，每沉积一次形成一个原材料层，对该原材料层进行预处理，然后，依照该原材料层的横截面层对该原材料层进行塑化热处理； 步骤四、去除未被热处理的原材料，得到三维模型。
2.根据权利要求1所述一种电力设备密封件的3D打印方法，其特征在于，步骤三中第I个原材料层的预处理过程具体为:对该原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为150?160°C，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，此时原材料细颗粒已开始软化、粘合；然后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低2?3°C，第二次预加热温度的时长为8?IOmin;从第2个原材料层开始到第η个原材料层，其中，第k个原材料层的预处理过程具体为:先将已经热处理的k-Ι个原材料层冷却至110°C，冷却的目的是为了保持其塑性，避免温差太大，在后面的叠加过程中不变形，然后对第k个原材料层进行第一次预加热，第一次预加热温度为150?160°C，第一次预加热持续至该原材料层的温度稳定，原材料细颗粒已软化并粘合；然后进行第二次预加热，第二次预加热温度比原材料的塑化成型温度点低2?3°C，第二次预加热温度的时长为8?lOmin，其中k小于等于η。
3.根据权利要求1所述一种电力设备密封件的3D打印方法，其特征在于，对原材料层的第一次预加热温度、第一次预加热时长、第二次预加热温度以及第二次预加热时长均相坐寸ο
4.根据权利要求2所述一种电力设备密封件的3D打印方法，其特征在于，步骤三中，当完成对第η个原材料层的热处理，对所有的已经热处理的η个原材料层进行后处理，后处理的具体过程为:先将已经热处理的η个原材料层自然冷却至第一冷却温度，并在所述第一冷却温度下保温lOmin，所述第一冷却温度比原材料的塑化成型温度点低约100°C，然后将已经热处理的η个原材料层冷却至室温，冷却速度约为10°C /min。
【文档编号】B29C67/00GK103963305SQ201410241396
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】林晓铭, 赖琦, 宋仕江, 郑孝章, 林舒妍, 郑东升, 连鸿松, 连文杰 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司南平供电公司, 国网福建省电力有限公司邵武市供电公司, 林晓铭, 林舒妍