[发明专利]一种太空微重力环境下非金属件加工成丝的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及非金属件循环回收利用技术领域，尤其涉及一种太空微重力环境下非金属件加工成丝的装置及方法。

背景技术

随着载人航天工程的逐步发展，我国全面进入了空间站建造阶段，在以后的中长期必然涉及到大规模的在轨开展科学与应用任务的系统研究。为了高效利用资源保证空间站长寿命、高可靠运行，获取空间站的应用效益，在轨服务是支持空间站全寿命周期完成既定任务的重要途径。以增材制造为核心的太空制造模式日益得到包括美国宇航局、欧洲宇航局、中国载人航天工程在内等国际组织的重视，其以革命性的创新提供了一种突破资源瓶颈，具有可按需灵活调整制造对象、原材料利用率大幅提高、节约制造时间、易于实现过程全自动化等优点，具有不可限制的发展空间。

现有的太空增材制造模式，只是涉及到在地面上普通非金属粉碎装置和非金属成丝工艺，这些技术只是适用于地面全重力环境下，并不适用于太空微重力环境；而且并没有考虑到如何进行增材制造废弃件的循环回收再利用，把不再具有使用用途的废弃件经过一系列的处理工艺，使其成为再度增材制造的原材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太空微重力环境下非金属件加工成丝的装置及方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种太空微重力环境下非金属件加工成丝的装置，包括依次连接的：粉碎机、清洁消毒装置、送料丝杠、加热熔化装置、抽丝嘴和卷丝机，所述抽丝嘴处设置有冷却装置；

所述粉碎机和所述清洁消毒装置位于所述加热熔化装置和卷丝机的上方。

优选地，所述粉碎机内按照物料的输送方向，依次设置有粗粉碎轮和细粉碎轮。

优选地，两个相邻的所述粗粉碎轮的间距为5-30mm。

优选地，两个相邻的所述细粉碎轮的间距为1-10mm。

优选地，所述粉碎机的上端设置有粉碎机盖。

优选地，所述清洁消毒装置为紫外线消毒装置。

优选地，所述送料丝杠包括第一横向送料丝杠、纵向送料丝杠和第二横向送料丝杠，所述第一横向送料丝杠与所述清洁消毒装置连接，所述第二横向送料丝杠与所述加热熔化装置连接，所述第一横向送料丝杠和所述第二横向送料丝杠通过所述纵向送料丝杠连接。

优选地，所述抽丝嘴和所述卷丝机之间设置有推拉送丝装置。

优选地，所述推拉送丝装置中的送丝轮采用的制备材料：表面硬度在所述非金属件材料室温下硬度的50％-200％之间。

优选地，所述冷却装置为冷却风扇。

一种太空微重力环境下非金属件加工成丝的方法，包括如下步骤：

S1，将非金属废弃件放入粉碎机中，经过粗粉碎轮进行第一次粉碎后，得到的颗粒再经细粉碎轮进行第二次粉碎，形成尺寸均匀的颗粒；

S2，将S1中粉碎后的颗粒送入清洁消毒装置中，对颗粒进行清洁和消毒，得到清洁消毒后的颗粒；

S3，将S2中清洁消毒后的颗粒通过送料丝杠送入加热熔化装置中，经过加热熔化装置加热形成液态物料，液态物料经过抽丝嘴形成丝材；

S4，将S3中的形成的丝材冷却后，通过推拉送丝装置送入卷丝机中，在卷丝机的转动下，带动丝材做轴向运动，使得丝材缠绕在丝盘上，完成卷丝过程。

优选地，S1中，所述尺寸均匀的颗粒的直径在0.5～5mm之间。

优选地，S2中，所述对颗粒进行清洁和消毒，具体为，在紫外线环境下对颗粒进行清洁和消毒。

优选地，S4中，所述将S3中的形成的丝材冷却，具体为，将S3中的形成的丝材使用冷却风扇进行冷却。

优选地，S4中，所述推拉送丝装置中的送丝轮采用的制备材料：表面硬度在所述非金属件材料室温下硬度的50％-200％之间。

本发明的有益效果是：本发明实施例提供的太空微重力环境下非金属件加工成丝的装置及方法，该装置采用一体化集成式设计，完成了太空微重力环境下，废弃非金属件循环回收利用再次制成丝材的全过程，实现了将废弃非金属件重新回收加工，再次制成丝材的过程，由于制成的丝材可以直接用于增材制造等制造过程，因此与现有的增材制造技术，形成了材料到成型件再到原材料的循环闭环系统，充分实现了太空微重力环境下材料的多次利用，提高材料循环利用率，极大的减轻飞船发射和货船上行的资源重量，最大程度的节约了空间站的存储空间，与太空智能制造技术形成生态闭环系统，对打造“绿色空间站”具有重要的意义。

附图说明