一种无人机料仓快速成型工艺的制作方法

文档序号:21544562发布日期:2020-07-17 17:52阅读:196来源:国知局
一种无人机料仓快速成型工艺的制作方法

本发明涉及无人机制造领域,具体是一种无人机料仓快速成型工艺。



背景技术:

容器是机械和化工设备中经常用到的产品。其中,无人机料仓作为一种容器产品,可以用于植保无人机、农业无人机中,对于施肥施药作业具有重要意义。目前,传统无人机料仓大多采用聚乙烯进行吹塑或吸塑后再焊接的工艺方案完成,需要制造模具,对加工设备要求高,适合大批量生产,不适合小批量和单间生产,同时,吹塑或者吸塑出的产品在重量上偏重。对于小批量生产以及无人机定制开发领域,产品多为单件或小批量生产,在农业无人机料仓设计过程中,要求料仓组件质量轻,力学强度高,韧性高,发生形变不易开裂,同时要求成本低廉,交货期短,一次性投入成本低廉,一般是采用3d打印技术进行直接制作。若采用3d打印进行直接制作,则在同等质量下的无人机料仓结构强度较低,长期暴露在强光下易脆裂变形。

但是,以上的技术方案在实际使用时存在以下不足:现有无人机料仓成型方法在小批量生产中存在无人机料仓结构强度低,长期暴露在强光下易脆裂变形的问题。



技术实现要素:

本发明实施例的目的在于提供一种无人机料仓快速成型工艺,以解决上述背景技术中提出的现有无人机料仓成型方法在小批量生产中存在产品结构强度低,长期暴露在强光下易脆裂变形的问题。

为实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:一种无人机料仓快速成型工艺,所述的无人机料仓快速成型工艺,包括以下步骤:

1)3d打印基体:将基体材料采用现有的fdm(fuseddepositionmodeling,熔融沉积制造)工艺按照无人机料仓待成型的形状进行3d打印,得到3d打印基体;

2)化学处理与包覆纤维增强材料:将所述3d打印基体进行表面化学处理,然后将经过表面化学处理的3d打印基体采用粘接剂进行粘接包覆纤维增强材料,然后切除多余飞边,得到具有纤维增强层的3d打印基体;

3)涂刷富树脂层:将所述具有纤维增强层的3d打印基体表面涂刷步骤2)中的所述粘接剂形成富树脂层,然后进行表面打磨至表面粗糙度ra不低于0.8μm,得到打磨的3d打印基体;具体的,可以是在所述具有纤维增强层的3d打印基体内表面和/或外表面进行涂刷所述粘接剂;

4)喷涂油漆层:将所述打磨的3d打印基体表面进行喷涂硝基油漆,得到具有油漆层的3d打印基体;具体的,可以是在所述打磨的3d打印基体内表面和/或外表面进行喷涂硝基油漆;

5)喷涂抗紫外线涂层:将所述具有油漆层的3d打印基体表面进行喷涂抗紫外线光油形成抗紫外线涂层,在阴凉环境静置24小时,完成制件,得到所述无人机料仓;具体的,可以是在所述具有油漆层的3d打印基体内表面和/或外表面进行喷涂抗紫外线光油。

作为本发明进一步的方案:所述基体材料可选用pla(polylacticacid,聚乳酸)或abs(acrylonitrilebutadienestyrene)塑料等热塑性材料。

作为本发明再进一步的方案:所述3d打印基体在进行表面化学处理前还包括物理表面处理的步骤,所述物理表面处理是用锉刀和尖嘴钳去除所述3d打印基体表面的毛刺和支撑结构。

作为本发明再进一步的方案:所述表面化学处理是使用毛刷在所述3d打印基体内外表面涂刷1-2遍氯仿(纯度大于99%),每次涂刷完成后在通风环境中自然晾干,晾干后可见所述3d打印基体表面布满胶膜状物质覆盖,发现未有角膜装覆盖物需补刷,具体涂刷量根据需求进行选择,这里并不作限定。

具体的,通过对所述3d打印基体内外表面喷涂氯仿作为化学抛光液,在配合物理表面处理去除所述3d打印基体表面的毛刺和支撑结构后,进一步去除表面尖锐毛刺,并利用化学抛光液的溶解性增强所述3d打印基体在垂直方向的抗脆裂性能。

需要说明的是,所述表面化学处理使用氯仿,对聚乳酸具有良好的溶解性。因此通过对所述3d打印基体表面涂刷氯仿将聚乳酸表面进行溶解,溶有聚乳酸的氯仿填满层间间隙,氯仿具有极强的挥发性,氯仿挥发后,聚乳酸沉积在层间缝隙,增大了材料层间附着面,进而提高了打印材料强度。

作为本发明再进一步的方案:所述纤维增强材料可以是玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、芳纶等材料中的一种或多种;具体的,所述芳纶纤维可以选用凯夫拉,所述凯夫拉是美国杜邦公司研制的一种芳纶纤维材料产品。

作为本发明再进一步的方案:所述纤维增强材料为碳纤维布和/或玻璃纤维布。

优选的,所述纤维增强材料采用3k平纹碳纤维布,厚度0.111mm。

作为本发明再进一步的方案:所述粘接包覆的包覆层数为1-3层,视不同部分的受力情况而定,对受力较大的部分铺设3层,不受力的地方铺设1-2层。

作为本发明再进一步的方案:所述粘接包覆时采用的粘接剂按照重量份包括以下的原料:环氧树脂90-110份、丙酮9-11份、固化剂22-26份。

作为本发明再进一步的方案:所述粘接包覆时采用的粘接剂的制备方法是:按照比例称取环氧树脂与丙酮,搅拌混合均匀后加入固化剂,充分搅拌均匀,备用。

具体的,所述环氧树脂可以是蓝星化工新材料股份有限公司的产品型号是wsp6101的产品,所述固化剂可以为产品型号是e-999的环氧树脂固化剂。

优选的,所述粘接包覆时采用的粘接剂按照重量份包括以下的原料:环氧树脂100份、丙酮10份、固化剂25份。

作为本发明再进一步的方案:所述粘接包覆的具体方法是,将所述纤维增强材料采用粘接剂逐层糊制在经过表面化学处理的3d打印基体表面,用毛刷将所述纤维增强材料压紧,使粘接剂含量均匀,赶出气泡,干燥环境下静置24小时,初步固化后使用美工刀或者电动角磨机切除多余飞边。

作为本发明再进一步的方案:所述3d打印还包括3d建模的步骤,具体的,通过solidworks、unigraphicsnx等3d建模软件对待成型无人机料仓进行3d建模,利用软件曲面加厚功能,对无人机料仓内表面进行加厚处理,获得一个壁厚在0.8-1.5mm的无人机料仓模型,将模型文件切片处理后传入3d打印机,以选用基体材料进行3d打印。

作为本发明再进一步的方案:所述3d打印的基本过程为现有的3d打印成型工艺,具体的操作参数等根据需求进行选择,这里并不作限定,通常与具体的材料及产品要求有关。

作为本发明再进一步的方案:所述富树脂层是在已经初步固化的具有纤维增强层的3d打印基体表面再次涂刷一层所述粘接剂,涂刷后静置30-36小时固化,即可。

作为本发明再进一步的方案:所述打磨是分别取400号、600号、800号、1000号的水磨砂纸依次打磨所述富树脂层表面,可以采用气动打磨机或者手工打磨,使表面平整无突起,表面粗糙度ra不低于0.8μm。

作为本发明再进一步的方案:所述喷涂硝基油漆是使用日本郡士公司的硝基油漆(产品型号c33)与日本郡士公司的硝基油性溶剂(产品型号t104)按照1:2-2.2的重量比例混合,然后使用油漆喷枪对所述打磨的3d打印基体表面进行喷涂,喷涂2-3遍,每次间隔20-30min。

作为本发明再进一步的方案:所述喷涂抗紫外线光油是使用日本郡士公司的抗紫外线光油(产品型号gx113)与日本郡士公司的硝基油性溶剂(产品型号t104)按照1:2-3的重量比例混合,然后对所述具有油漆涂层的3d打印基体表面进行喷涂,喷涂2-3遍,每次间隔20-30min,然后在阴凉环境静置,当然,也可以是低温烘干,以获得抗老化、光滑、颜色鲜艳的产品外表面,改善了无人机料仓的抗老化性能。

具体的,粘接剂与纤维增强材料构成的复合材料中的环氧树脂以及用于3d打印的聚乳酸均具有长时间暴晒易老化变脆的问题,通过喷涂含有紫外吸收剂的抗紫外线光油获得抗老化、光滑、颜色鲜艳的产品外表面。

需要说明的是,粘接剂与纤维增强材料构成的复合材料具有较好的力学性能,但是对于无人机料仓等零件表面较复杂的情况,成型较为困难,同时成本也较为高昂。因此,将复合材料用在无人机料仓等零件表面作为力学增强层,避免了复杂零件成型的难题,同时由于复合材料的添加,使零件获得了预期的力学性能。

作为本发明再进一步的方案:所述的无人机料仓快速成型工艺在热塑性材料制品生产中的应用。

作为本发明再进一步的方案:所述无人机料仓包括用于构成空腔的d打印基体,所述3d打印基体外侧依次设置有纤维增强层、富树脂层、油漆层与抗紫外线涂层。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

本发明实施例提供的无人机料仓快速成型工艺可以用于制备无人机料仓,通过采用fdm工艺进行3d打印,省去制造模具的时间,制造周期短,设备要求低,加工成本低,可以通过降低填充率实现降低结构重量的目的,同时,通过在3d打印基体表面采用粘接剂进行粘接包覆纤维增强材料,提高了结构强度,可实现快速加工,通过对基体材料表面进行表面化学处理,并喷涂涂抗紫外线光油形成抗紫外线涂层,实现了抗老化保护,不易脆裂;本发明制备得到的产品重量轻,相对于传统方式减轻三分之一,适合小批量和单间生产,解决了现有无人机料仓成型方法在小批量生产中存在产品结构强度低,长期暴露在强光下易脆裂变形的问题,具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的无人机料仓的结构示意图。

图2为图1中a处局部放大图。

图3示意性地图示了本发明一实施例的无人机料仓制备过程中的3d打印基体进行表面化学处理前后的表面局部示意图。

图中:1-无人机料仓;2-3d打印基体;3-纤维增强层;4-富树脂层;5-油漆层;6-抗紫外线涂层。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。为了使本发明的技术方案更加清楚,本领域熟知的工艺步骤及器件结构在此省略。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

一种无人机料仓快速成型工艺,所述的无人机料仓快速成型工艺包括以下步骤:

1)3d打印基体:将基体材料采用现有的fdm工艺按照无人机料仓待成型的形状进行3d打印,得到3d打印基体;

2)化学处理与包覆纤维增强材料:将所述3d打印基体进行表面化学处理,然后将经过表面化学处理的3d打印基体采用粘接剂进行粘接包覆纤维增强材料,然后切除多余飞边,得到具有纤维增强层的3d打印基体;

3)涂刷富树脂层:将所述具有纤维增强层的3d打印基体表面涂刷步骤2)中的所述粘接剂形成富树脂层,然后进行表面打磨至表面粗糙度ra不低于0.8μm,得到打磨的3d打印基体;所述打磨是分别取400号、600号、800号、1000号的水磨砂纸依次打磨所述富树脂层表面,使表面平整无突起,表面粗糙度ra不低于0.8μm;

4)喷涂油漆层:将所述打磨的3d打印基体表面进行喷涂硝基油漆,得到具有油漆层的3d打印基体;

5)喷涂抗紫外线涂层:将所述具有油漆层的3d打印基体表面进行喷涂抗紫外线光油形成抗紫外线涂层,在阴凉环境静置24小时,完成制件,得到所述无人机料仓。

在本发明实施例中,所述基体材料选用聚乳酸。所述纤维增强材料采用3k平纹碳纤维布,厚度0.111mm。

在本发明实施例中,所述3d打印的基本过程为现有的3d打印成型工艺,具体的操作参数等根据需求进行选择,这里并不作限定,通常与具体的材料及产品要求有关。所述表面化学处理是使用毛刷在所述3d打印基体内外表面涂刷1遍氯仿(纯度大于99%),每次涂刷完成后在通风环境中自然晾干,晾干后可见所述3d打印基体表面布满胶膜状物质覆盖,发现未有角膜装覆盖物需补刷,通过对所述3d打印基体内外表面喷涂氯仿作为化学抛光液,在配合物理表面处理去除所述3d打印基体表面的毛刺和支撑结构后,进一步去除表面尖锐毛刺,并利用化学抛光液的溶解性增强所述3d打印基体在垂直方向的抗脆裂性能。

需要说明的是,所述表面化学处理使用氯仿,对聚乳酸具有良好的溶解性。因此通过对所述3d打印基体表面涂刷氯仿将聚乳酸表面进行溶解,溶有聚乳酸的氯仿填满层间间隙,氯仿具有极强的挥发性,氯仿挥发后,聚乳酸沉积在层间缝隙,增大了材料层间附着面,进而提高了打印材料强度。

在本发明实施例中,所述粘接包覆的包覆层数为3层,所述粘接包覆时采用的粘接剂按照以下的原料进行制备:环氧树脂90g、丙酮9g、固化剂22g。所述粘接包覆的具体方法是,将所述纤维增强材料采用粘接剂逐层糊制在经过表面化学处理的3d打印基体表面,用毛刷将所述纤维增强材料压紧,使粘接剂含量均匀,赶出气泡,干燥环境下静置24小时,初步固化后使用美工刀或者电动角磨机切除多余飞边。

在本发明实施例中,所述喷涂硝基油漆是使用日本郡士公司的硝基油漆(产品型号c33)与日本郡士公司的硝基油性溶剂(产品型号t104)按照1:2的重量比例混合,然后使用油漆喷枪对所述打磨的3d打印基体表面进行喷涂,喷涂2遍,每次间隔20min。

在本发明实施例中,所述喷涂抗紫外线光油是使用日本郡士公司的抗紫外线光油(产品型号gx113)与日本郡士公司的硝基油性溶剂(产品型号t104)按照1:2的重量比例混合,然后对所述具有油漆涂层的3d打印基体表面进行喷涂,喷涂2遍,每次间隔20min,然后在阴凉环境静置,以获得抗老化、光滑、颜色鲜艳的产品外表面,改善了无人机料仓的抗老化性能。

实施例2

一种无人机料仓快速成型工艺,所述的无人机料仓快速成型工艺包括以下步骤:

1)3d打印基体:通过solidworks、unigraphicsnx等3d建模软件对无人机料仓进行3d建模,利用软件曲面加厚功能对内表面进行加厚处理,获得一个壁厚在0.8mm的无人机料仓模型,将模型文件切片处理后传入3d打印机,选用基体材料进行3d打印,即将基体材料采用现有的fdm工艺按照无人机料仓待成型的形状进行3d打印,得到3d打印基体;

2)物理表面处理:用锉刀和尖嘴钳去除所述3d打印基体表面的毛刺和支撑结构;

3)化学处理与包覆纤维增强材料:将经过物理表面处理的所述3d打印基体进行表面化学处理,然后将经过表面化学处理的3d打印基体采用粘接剂进行粘接包覆纤维增强材料,然后切除多余飞边,得到具有纤维增强层的3d打印基体;所述表面化学处理是使用毛刷在所述3d打印基体内外表面涂刷2遍氯仿(纯度大于99%),每次涂刷完成后在通风环境中自然晾干,晾干后可见所述3d打印基体表面布满胶膜状物质覆盖,发现未有角膜装覆盖物需补刷,具体涂刷量根据需求进行选择,这里并不作限定,通过对所述3d打印基体内外表面喷涂氯仿作为化学抛光液,在配合物理表面处理去除所述3d打印基体表面的毛刺和支撑结构后,进一步去除表面尖锐毛刺,并利用化学抛光液的溶解性增强所述3d打印基体在垂直方向的抗脆裂性能;

4)涂刷富树脂层:将所述具有纤维增强层的3d打印基体表面涂刷步骤2)中的所述粘接剂形成富树脂层,然后进行表面打磨至表面粗糙度ra不低于0.8μm,得到打磨的3d打印基体;

5)喷涂油漆层:将所述打磨的3d打印基体表面进行喷涂硝基油漆,得到具有油漆层的3d打印基体;

6)喷涂抗紫外线涂层:将所述具有油漆层的3d打印基体表面进行喷涂抗紫外线光油形成抗紫外线涂层,在阴凉环境静置24小时,完成制件,得到所述无人机料仓。

在本发明实施例中,所述基体材料选用abs塑料。所述纤维增强材料采用芳纶纤维布,厚度0.111mm。所述粘接包覆的包覆层数为1层,所述粘接包覆时采用的粘接剂由以下的原料制备得到:环氧树脂110g、丙酮11g、固化剂26g。所述粘接包覆的具体方法是,将所述纤维增强材料采用粘接剂逐层糊制在经过表面化学处理的3d打印基体表面,用毛刷将所述纤维增强材料压紧,使粘接剂含量均匀,赶出气泡,干燥环境下静置24小时,初步固化后使用美工刀或者电动角磨机切除多余飞边。所述打磨是分别取400号、600号、800号、1000号的水磨砂纸依次打磨所述富树脂层表面,可以采用气动打磨机或者手工打磨,使表面平整无突起,表面粗糙度ra不低于0.8μm。

在本发明实施例中,所述喷涂硝基油漆是使用日本郡士公司的硝基油漆(产品型号c33)与日本郡士公司的硝基油性溶剂(产品型号t104)按照1:2.2的重量比例混合,然后使用油漆喷枪对所述打磨的3d打印基体表面进行喷涂,喷涂3遍,每次间隔30min。

在本发明实施例中,所述喷涂抗紫外线光油是使用日本郡士公司的抗紫外线光油(产品型号gx113)与日本郡士公司的硝基油性溶剂(产品型号t104)按照1:3的重量比例混合,然后对所述具有油漆涂层的3d打印基体表面进行喷涂,喷涂3遍,每次间隔30min,然后在阴凉环境静置,以获得抗老化、光滑、颜色鲜艳的产品外表面,改善了无人机料仓的抗老化性能。

实施例3

一种无人机料仓快速成型工艺,所述的无人机料仓快速成型工艺包括以下步骤:

1)3d打印基体:通过solidworks、unigraphicsnx等3d建模软件对无人机料仓进行3d建模,利用软件曲面加厚功能,对料仓内表面进行加厚处理,获得一个壁厚在1mm的无人机料仓模型,将模型文件切片处理后传入3d打印机,选用基体材料进行3d打印,即将基体材料采用现有的fdm工艺按照无人机料仓待成型的形状进行3d打印,得到3d打印基体;

2)物理表面处理:用锉刀和尖嘴钳去除所述3d打印基体表面的毛刺和支撑结构;

3)化学处理与包覆纤维增强材料:将所述3d打印基体进行表面化学处理,然后将经过表面化学处理的3d打印基体采用粘接剂进行粘接包覆纤维增强材料,然后切除多余飞边,得到具有纤维增强层的3d打印基体;

4)涂刷富树脂层:将所述具有纤维增强层的3d打印基体表面涂刷步骤2)中的所述粘接剂形成富树脂层,然后进行表面打磨至表面粗糙度ra不低于0.8μm,得到打磨的3d打印基体;

5)喷涂油漆层:将所述打磨的3d打印基体表面进行喷涂硝基油漆,得到具有油漆层的3d打印基体;

6)喷涂抗紫外线涂层:将所述具有油漆层的3d打印基体表面进行喷涂抗紫外线光油形成抗紫外线涂层,在阴凉环境静置24小时,完成制件,得到所述无人机料仓。

在本发明实施例中,所述基体材料选用聚乳酸。所述纤维增强材料采用玻璃纤维布与碳纤维布的交替组合使用。

在本发明实施例中,所述3d打印的基本过程为现有的3d打印成型工艺,具体的操作参数等根据需求进行选择,这里并不作限定,通常与具体的材料及产品要求有关。通常,选用聚乳酸作为基体材料(密度为1.2-1.3g/cm3),3d打印使用fdm熔融层积的3d打印机(生产商是广州佳置联合科技公司),全封闭式,进料尺寸是1.75mm聚乳酸丝料,机器打印参数设置为热床温度50℃,打印温度220℃,打印速度60-80mm/s,填充密度15%-100%,打印层厚0.1-0.2mm,打印壁厚0.8-2.0mm,通过将聚乳酸丝料在50℃恒温环境下干燥2-4h后,装入3d打印机,按上述参数打印得到3d打印基体。

在本发明实施例中,所述表面化学处理是使用毛刷在所述3d打印基体内外表面涂刷2遍氯仿(纯度大于99%),每次涂刷完成后在通风环境中自然晾干,晾干后可见所述3d打印基体表面布满胶膜状物质覆盖,发现未有角膜装覆盖物需补刷,具体涂刷量根据需求进行选择,这里并不作限定,通过对所述3d打印基体内外表面喷涂氯仿作为化学抛光液,在配合物理表面处理去除所述3d打印基体表面的毛刺和支撑结构后,进一步去除表面尖锐毛刺,并利用化学抛光液的溶解性增强所述3d打印基体在垂直方向的抗脆裂性能。

在本发明实施例中,所述粘接包覆的包覆层数为3层。所述粘接包覆时采用的粘接剂按照以下的原料制备得到:环氧树脂100kg、丙酮10kg、固化剂25kg。所述粘接包覆的具体方法是,将所述纤维增强材料采用粘接剂逐层糊制在经过表面化学处理的3d打印基体表面,用毛刷将所述纤维增强材料压紧,使粘接剂含量均匀,赶出气泡,干燥环境下静置24小时,初步固化后使用美工刀或者电动角磨机切除多余飞边。

在本发明实施例中,所述打磨是分别取400号、600号、800号、1000号的水磨砂纸依次打磨所述富树脂层表面,可以采用气动打磨机或者手工打磨,使表面平整无突起,表面粗糙度ra不低于0.8μm。

在本发明实施例中,所述喷涂硝基油漆是使用日本郡士公司的硝基油漆(产品型号c33)与日本郡士公司的硝基油性溶剂(产品型号t104)按照1:2的重量比例混合,然后使用油漆喷枪对所述打磨的3d打印基体表面进行喷涂,喷涂3遍,每次间隔30min。

在本发明实施例中,所述喷涂抗紫外线光油是使用日本郡士公司的抗紫外线光油(产品型号gx113)与日本郡士公司的硝基油性溶剂(产品型号t104)按照1:3的重量比例混合,然后对所述具有油漆涂层的3d打印基体表面进行喷涂,喷涂3遍,每次间隔30min,然后在阴凉环境静置,以获得抗老化、光滑、颜色鲜艳的产品外表面,改善了无人机料仓的抗老化性能。

实施例4

采用实施例3中的无人机料仓快速成型工艺制备得到的无人机料仓1,具体的,图1-2示意性地图示了根据本发明实施例的无人机料仓快速成型工艺制备得到的无人机料仓1的结构示意图。

其中,所述无人机料仓1包括用于构成空腔的3d打印基体2,所述3d打印基体2外侧依次设置有纤维增强层3、富树脂层4、油漆层5与抗紫外线涂层6。

进一步的,在本发明实施例中,提供一种植保无人机,部分包含上述的无人机料仓。

在本发明实施例中,实施例3中的无人机料仓快速成型工艺的所述表面化学处理是使用毛刷在所述3d打印基体内外表面涂刷2遍氯仿(纯度大于99%),每次涂刷完成后在通风环境中自然晾干,晾干后可见所述3d打印基体表面布满胶膜状物质覆盖,发现未有角膜装覆盖物需补刷,具体涂刷量根据需求进行选择,这里并不作限定,通过对所述3d打印基体内外表面喷涂氯仿作为化学抛光液,在配合物理表面处理去除所述3d打印基体表面的毛刺和支撑结构后,进一步去除表面尖锐毛刺,并利用化学抛光液的溶解性增强所述3d打印基体在垂直方向的抗脆裂性能。图3示意性地图示了本发明实施例的无人机料仓制备过程中的3d打印基体进行表面化学处理前后的表面局部示意图,其中,图3中的(a)图是表面化学处理前的表面示意图,图3中的(b)图是表面化学处理后的表面示意图,通过涂刷氯仿将聚乳酸表面进行溶解,溶有聚乳酸的氯仿填满层间间隙,氯仿具有极强的挥发性,氯仿挥发后,聚乳酸重新析出沉积在层间缝隙。需要说明的是,所述表面化学处理使用氯仿,对聚乳酸具有良好的溶解性,因此通过对所述3d打印基体表面涂刷氯仿将聚乳酸表面进行溶解,氯仿挥发后,聚乳酸沉积在层间缝隙,增大了材料层间附着面,进而提高了打印材料强度。

实施例5

与实施例4相比,除了所述纤维增强材料是芳纶纤维外,其他与实施例4相同。

实施例6

与实施例4相比,除了所述纤维增强材料是采用玻璃纤维布、碳纤维布与芳纶纤维布的交替组合使用外,其他与实施例4相同。

对比例1

按照现有技术中采用聚乙烯进行吹塑或吸塑后再焊接的工艺方案制备的无人机料仓。

性能试验

将实施例4中的无人机料仓快速成型工艺与对比例1中现有的采用聚乙烯进行吹塑或吸塑后再焊接的成型工艺进行对比,同时将制备得到的无人机料仓进行强度性能检测对比,具体的结果如表1所示。

表1对比结果表

从表1可以看出,本发明有益效果如下,本发明实施例提供的无人机料仓快速成型工艺可以用于制备无人机料仓,通过采用fdm工艺进行3d打印,省去制造模具的时间,制造周期短,无需注塑机、吸塑机,设备要求低,本发明制备得到的产品重量轻,相对于传统方式减轻三分之一,适合小批量和单间生产,解决了现有无人机料仓成型方法在小批量生产中存在产品结构强度低,长期暴露在强光下易脆裂变形的问题,具有广阔的市场前景。

需要说明的是,为了降低加工成本,缩短制造周期,并结合植保无人机料仓的实际生产需求(对产品尺寸精度要求不高,对料仓厚度要求也不高),所以采用fdm熔融层积成型方案建立无人机料仓的3d打印基体,3d打印由于基体材料填充率可以自行调节,可以通过降低填充率,实现降低结构重量的目的;为了提高产品的结构强度,在3d打印基体表面通过采用粘接剂进行粘接包覆纤维增强材料,提高了结构强度,这样无需模具即可实现快速加工,降低了成本,缩短了制造周期;为了解决3d打印基体材料易脆裂和抗老化问题,通过对基体材料表面进行表面化学处理,并喷涂涂抗紫外线光油形成抗紫外线涂层,实现了抗老化保护,不易脆裂。

需要进一步说明的是,虽然也可以采用fdm工艺按照无人机料仓待成型的形状进行整体3d打印,简单方便,但产品重量较大,受3d打印的固有缺陷限制,结构强度较低,长期暴露在强光下易脆裂变形;也可以进行整体复合材料(即粘接剂与纤维增强材料构成的复合材料)加工,质量轻,力学性能好,不易开裂,但成本高,制造周期长,对复杂曲面难以实现,需要模具,进一步增加了成本;本发明实施例通过将3d打印与复合材料组合加工,将原本整体的无人机料仓进行分层,对不同的功能层采用不同的加工方式,在植保无人机料仓单件或小批量领域,实现了短周期、低成本开发。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述的实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

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