[发明专利]一种形状记忆合金管接头的4D打印快速制造方法及产品

说明书

本发明公开了一种形状记忆合金管接头的4D打印快速制造方法及产品，该形状记忆合金管接头的4D打印快速制造方法包括：基于管道结构和尺寸的管接头结构设计、管接头打印专用材料的准备、管接头的打印路径规划及成形及打印管接头的后处理，其中管接头的结构为三层复合结构，能够提高管接头的强度，该方法可实现形状记忆管接头的功能结构一体化快速制造，极大的提高管道铺设工作和管道修复的效率及准确可靠性。而且此方法可以实现复杂结构的形状记忆合金管接头的快速制造，具有成形质量好、管接头紧固效果好、稳定性高等优点。

技术领域

本发明涉及4D打印技术领域，具体而言，涉及一种形状记忆合金管接头的4D打印快速制造方法及产品。

背景技术

管道作为液体和气体物资运输的主要方式，已被广泛应用于能源、工业生产、航空航天、船舶、污水处理等领域，在石油、天然气、自来水等物资运输方面发挥了至关重要的作用。但是管接头作为管道连接的关键部位，在服役过程中需要承受高应力、高温、高压、腐蚀介质等严苛环境，容易出现密封不严，局部泄露的问题，进而直接影响到整体管路和装备的安全运行。

采用形状记忆合金制造的管接头或连接件，具有形状记忆效应和超弹性的独特功能特性，实现低温装配，高温连接，无需多余连接部件，安装方便，使用安全可靠，已在美国的F－14、F－15战斗机上得到充分的应用验证。因此，形状记忆合金管接头已在航空航天、舰船、工业、能源等行业的管道连接中广泛应用。

但常规的形状记忆合金管道管接头主要采用真空熔炼法、精密铸造法及粉末冶金法等方法制造，生产周期长，操作技术难度高，生产成本高。另外，常规方法制造的多为批量化的固定型号的产品，而管道不同部位的结构和尺寸千差万别，固定型号的产品不利于这种多样化的管道连接；若库存全部尺寸的管接头，则容易造成资源浪费，提高成本。因此，这严重制约了形状记忆合金管道管接头工程应用，亟需探索新的高效、快速的形状记忆合金管道管接头的制造方法。另外，管道泄漏是管道不可避免的问题，进行及时的补漏至关重要，但由于泄漏区域的不可预测性，导致管道修复器的预储备困难，管道补漏质量较差，亟需寻找一种快捷、可靠的管道打印和修复的方法。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种形状记忆合金管接头的4D打印快速制造方法及产品。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供一种形状记忆合金管接头的4D打印快速制造方法，包括以下步骤：将具有三层结构的管接头的结构模型导入到增材专用路径规划软件中，对具有三层结构的管接头的结构模型进行分层切片，分别针对三层结构进行对应的打印路径规划和打印参数设置，然后激光枪头按照规划路径和设置好的参数进行管接头的打印制造；

具有三层结构的管接头包括：用于与连接管道接触的防护层、设置于防护层上的可恢复变形层以及设置于可恢复变形层上的锁紧加固表层，且锁紧加固表层位于管接头的两端。

本发明实施例提供一种形状记忆合金管接头的4D打印快速制造方法，包括：在4D打印快速制造的过程中，将管接头设计为三层结构的管接头，且三层结构的管接头包括：用于与连接管道接触的防护层、设置于防护层上的可恢复变形层以及设置于可恢复变形层上的锁紧加固表层，且锁紧加固表层位于管接头的两端，在使用的过程中，上述具有三层结构的管接头紧箍在连接管道的外端，其中，管接头的防护层与连接管道的外表面直接接触，在防护层的表面设置有可恢复变形层，且为了加强管接头两端的锁紧能力，在管接头的可恢复变形层的两端设置有锁紧加固表层。