一种移动式备件应急保障增材制造方舱的制作方法

本实用新型属于航空装备技术领域，涉及一种移动式备件应急保障增材制造方舱。

背景技术：

鉴于未来战时环境复杂多变，我国军队现代化装备需求巨大，目前出现了像野战指挥所、野战医院、野战炊事保障所、野战通讯所等野外作业的设备，但是针对战时外场零件快速制造与修复的装备技术仍是一个空白，急需突破并转化为部队一线应用，形成具有特色的备件保障和快速修复技术体系。而在航空领域，我国航空装备的维修采用两级维修体系。螺栓裂纹等零件故障可以在外场通过换件解决，但受限于航材备件是否齐全。起落架、隔框等主承力结构裂纹则需要返回大修厂予以处理，但周期往往较长，有时甚至可达数个月。战时条件下受制于战场紧迫性和后方运输能力限制，装备维修具有极大的不确定性。

远观国外，美国陆军坦克及机动车辆司令部研发了移动零件医院(mph)，移动零件医院可以采用激光增材制造设备和各种数控加工设备，现场直接加工出满足设备维修需要的零件。此后美军在这个基础上引入了新型制造技术和维修工艺，建造了移动远征实验室，2012年美军快速装备部队率先交付了首个移动远征实验室，2013年1月美军在阿富汗战区又实地部署了第2个移动远征实验室。满足场外战时装备抢修的需要。

因此，目前急需一种航空装备来实现在现场直接快速解决航空装备零部件故障和损伤问题，为赢得作战胜利提供重要保证。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种移动式备件应急保障增材制造方舱，通过将车载方舱系统和增材制造技术相结合，实现航空装备领域零部件“从计算机模型到实物”的场外快速制造和再制造。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种移动式备件应急保障增材制造方舱，包括作业方舱，所述作业方舱可拆卸地安装在动力牵引系统上，所述作业方舱包括舱体、增材制造设备、附件系统、供气系统、照明装置和控温控湿系统；所述舱体侧面设有侧舱门和窗口，尾部设有后舱门；所述增材制造设备与所述附件系统电连接并安装于舱体内；所述舱体内还设有供配电设备，所述供配电设备分别与增材制造设备和附件系统电连接。

具体地，所述增材制造设备包括3d打印设备主机。

具体地，所述供气系统包括安装在舱体外部的气瓶组，所述气瓶组与所述3d打印设备主机连接。

具体地，所述气瓶组为制氮机。

具体地，所述附件系统包括扫描仪、水冷机、吸尘器、干燥箱和振动筛。

具体地，所述控温控湿系统包括空调主机和空调压缩机，所述空调主机安装于所述舱体内部，并与舱体内部的供配电设备电连接，所述空调压缩机安装于舱体外部，并与所述空调主机连接。

具体地，所述控温控湿系统还包括设在舱体侧面的通风换气装置。

具体地，所述供配电设备包括配电柜。

具体地，所述动力牵引系统包括承载底盘和驾驶室。

具体地，所述承载底盘与所述驾驶室拖挂连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

1、实现战时小型航空装备金属零部件的快速制造和抢修，从而提高装备完好率，增强战时快速反应能力，加快战机出动架次；

2、解决战时外场环境恶劣情况下，停产、批量小和备件短缺的航空装备急需备件的问题；

3、实现战时无图纸制造、修复和加工航空装备零部件；

4、根据战时环境快速转场作业。

附图说明

图1为本实用新型的外部结构示意图；

图2为本实用新型的内部右半侧结构示意图；

图3为本实用新型的内部左半侧结构示意图。

其中，1为作业方舱，2为舱体，21为侧舱门，22为窗口，23为后舱门，3为3d打印设备主机，4为气瓶组，51为扫描仪，52为水冷机，53为吸尘器，54为干燥箱，55为振动筛，61为空调主机，62为空调压缩机，7为供配电设备，8为承载底盘，9为驾驶室，10为通风换气装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

下面给出具体的实施方式。

一种移动式备件应急保障增材制造方舱，包括作业方舱1，所述作业方舱1可拆卸地安装在动力牵引系统上，所述作业方舱1包括舱体2、增材制造设备、附件系统、供气系统、照明装置和控温控湿系统；所述舱体2侧面设有侧舱门21和窗口22，尾部设有后舱门23；所述增材制造设备与所述附件系统电连接并安装于舱体2内；所述舱体2内还设有供配电设备7，所述供配电设备7分别与增材制造设备和附件系统电连接。所述增材制造设备包括3d打印设备主机3。所述供气系统包括安装在舱体2外部的气瓶组4，所述气瓶组4与所述3d打印设备主机3连接。所述气瓶组4为制氮机。所述附件系统包括扫描仪51、水冷机52、吸尘器53、干燥箱54和振动筛55。所述控温控湿系统包括空调主机61和空调压缩机62，所述空调主机61安装于所述舱体2内部，并与舱体2内部的供配电设备7电连接，所述空调压缩机62安装于舱体2外部，并与所述空调主机61连接。所述控温控湿系统还包括设在舱体2侧面的通风换气装置10。所述供配电设备7包括配电柜。所述动力牵引系统包括承载底盘8和驾驶室9。所述承载底盘8与所述驾驶室9拖挂连接。

动力牵引系统主要为作业方舱1提供机动性，方便转场作业，由驾驶室9牵引承载作业方舱1的承载底盘8驶入特定位置，而承载底盘8与驾驶室9的拖挂连接方式可以更灵活地为作业方舱1的机动性提供动力续航，在作战时根据需要对驾驶室进行更换。

舱体2的侧舱门21方便工作人员进出，后舱门23主要方便舱体2内部设备的搬运以及维修。

照明装置主要为舱体2内顶部设置的照明灯，舱内设备工作时，不论昼夜都能满足工作人员对环境光线的需求。

增材制造设备为3d打印设备主机3，既可以采用最为普遍的选区激光熔化成型技术(slm)，也可以采用其他各种3d打印技术如电子束熔炼技术(ebm)、选区激光烧结技术(sls)等。附件系统作为3d打印设备主机3的辅助系统与之相互配合，在需要打印作业时，可以将需要制造或修复的航空装备零部件通过扫描仪51进行扫描，得到零部件表面点云数据，经过处理后得到cad三维数据模型并输入到3d打印设备主机3中进行3d打印，也可以直接调取之前扫描处理过的三维数据模型进行3d打印。3d打印设备主机3对三维数据模型进行扫描切片分成，得到数据之后，使用高能激光束对获得的轮廓数据逐层选择性的熔化金属粉末，然后逐层铺所需要的金属粉末，制造出三维实体零件。水冷机51冷却3d打印设备主机3的激光器，使激光器在适宜的温度下工作。零件成型完成后使用吸尘器53清理工作室内的金属粉末，以便进行下一件金属零件的加工。干燥箱54和振动筛55用于金属粉末的预处理。其中振动筛55主要是在安全区域筛分易燃易爆的金属粉末，筛分后的粉末可用于金属零件的加工。干燥箱54用于零件成形加工之前，干燥热敏性、易分解和易氧化的金属粉末，保证金属零件的成型质量。

气瓶组4为3d打印设备主机3在作业时提供保护气体，提高零部件的品质。气瓶组可以是瓶装类的气源，如常规气瓶、杜瓦罐等，也可以是气体发生器，如制氮机等。设备所用气体为惰性气体，如氮气、氩气。

控温控湿系统可以采用普通空调系统，通过舱体2内部的空调主机61和安装在舱体2外部的空调压缩机62来实现舱体2内部的温度和湿度控制，配合舱体2侧面的通风换气装置10一起作业效果更佳，通过保证舱体2内的作业环境，从而提高零部件的打印质量。

供配电设备7为所有用电设备提供电力和进行配电，其中，配电设备可以是配电柜，配电柜可接市电，也可接油机电；供电设备可以是外设的柴油发电机，也可以是内设的电池组。配电设备和供电设备的种类和放置方式并不限于上述内容。

通过上述各个结构的相互配合，可以将车载方舱系统和增材制造技术充分结合，真正实现航空装备领域零部件“从计算机模型到实物”的场外快速制造和再制造，从而实现战时小型航空装备金属零部件的快速制造和抢修，提高装备完好率，增强战时快速反应能力，加快战机出动架次；解决战时外场环境恶劣情况下，停产、批量小和备件短缺的航空装备急需备件的问题；实现战时无图纸制造、修复和加工航空装备零部件；根据战时环境快速转场作业。

以上给出的实施例是实现本实用新型较优的例子，本实用新型不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本实用新型技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本实用新型的保护范围。