一种可控定位快速成型方法及可控定位快速成型系统

本发明涉及智能加工，尤其涉及一种可控定位快速成型方法及可控定位快速成型系统。

背景技术：

1、在各种零件的制造和使用过程中，经常会导致零件上出现孔、洞、缝、腔体等缺陷的产生。孔洞、缝隙等结构缺陷会降低零件材料的强度和韧性，容易导致零件损伤和破坏，甚至会影响材料的物理、化学和机械性能、加速材料的老化和磨损，还可能会对使用过程中的安全性产生影响。因此，需要对这些会影响整体零件性能的结构或缺陷进行修复或堵塞。

2、目前对零件的缺陷的修复、堵塞方法很多。例如在修复材料上，可以采用水泥基修复材料、聚合物修复材料、复合修复材料、涂料和胶粘剂、粘结剂和填充剂、金属焊接材料、3d打印材料等。修复技术方面，可以采用注浆修复技术、喷射修复技术、灌浆修复技术、焊接修复、胶粘修复、激光熔覆修复、3d打印修复、声波修复等。虽然修复零件孔、洞、缝的缺陷的方法很多，但是修复、堵塞的主要原理基本是采用光或者热使修复材料固化，以填补零件的缺陷。而热固化修复需要较高的工作温度，高温可能对材料的性能产生影响，另外部分材料不适合高温环境、热修复过程中对设备和环境要求严格，这都限制了热固化修复的应用。光固化修复不需要高温，对材料性能影响较小，可以实现局部修复，对材料整体性能影响较小，可以使得光固化材料快速硬化，节约修复、堵塞的时间成本。但光固化设备成本较高，对环境的要求也较高，光固化材料的选择范围较窄，不适用于所有材料，对光源的要求较高，需要较高的光能密度。

3、因此，需要对现有的零件结构缺陷的修复、堵塞方法进行改进，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种可控定位快速成型方法，该可控定位快速成型方法能够实现材料的可控定位成型，对所需制造成型的局部区域进行原位制造，用于对零件的缺陷位置进行修复、塞孔或封堵，能够达到快速填补零件的空缺，改善零件的性能，还能够降低零件的修复、填补成本。

2、一种可控定位快速成型方法，包括：

3、获取待成型区域的结构特征以及材料特性；

4、使得声敏材料填充待成型区域；

5、对填充有声敏材料的待成型区域施加声波，并根据待成型区域的结构特征以及材料特性调整声波参数，使得声敏材料固化，填充待成型区域。

6、在本发明较佳的技术方案中，所述使得声敏材料填充待成型区域，包括：

7、根据材料特性选择匹配的声敏材料；

8、将所选择的声敏材料注入待成型区域，或将具有待成型区域的物件放置在所选择的声敏材料中。

9、在本发明较佳的技术方案中，所述对填充有声敏材料的待成型区域施加声波，并根据待成型区域的结构特征以及材料特性调整声波参数，包括：

10、将声波作用头固定在驱动装置上，并使得声波作用头与声波发生器连接；

11、通过驱动装置将声波作用头驱动去待成型区域，并根据待成型区域的结构特征以及材料特性调整声波发生器的参数，使得声波作用头发射的声波作用在待成型区域上。

12、在本发明较佳的技术方案中，所述声波参数包括声波作用头与待成型区域之间的距离、声波的频率、声波的振幅、声波发射的方式。

13、在本发明较佳的技术方案中，所述待成型区域为pcb板上待塞孔的孔洞，所述的可控定位快速成型方法包括以下步骤：

14、将待塞孔的电路板放置于液体树脂中，使得液体树脂填充待塞孔的孔洞；

15、将声波作用头移动至待塞孔的孔洞；

16、根据待塞孔的结构特征以及材料特性调整声波作用头的声波参数，使得液体树脂在待塞孔的孔洞固化，填充待塞孔的孔洞。

17、在本发明较佳的技术方案中，所述待成型区域为pcb板上待塞孔的孔洞，所述的可控定位快速成型方法包括以下步骤：

18、向待塞孔的孔洞注射液体树脂；

19、将声波作用头移动至待塞孔的孔洞；

20、根据待塞孔的结构特征以及材料特性调整声波作用头的声波参数，使得液体树脂在待塞孔的孔洞固化，填充待塞孔的孔洞。

21、在本发明较佳的技术方案中，所述待成型区域为血管破损处，所述的可控定位快速成型方法包括以下步骤：

22、在血管破损处涂覆pdms材料；

23、将声波作用头移动至涂覆的pdms材料；

24、根据血管破损处的结构特征调整声波作用头的声波参数，使得pdms材料固化，填充血管破损处。

25、在本发明较佳的技术方案中，所述待成型区域为金属构件的待修复区域，所述的可控定位快速成型方法包括以下步骤：

26、在金属构件的待修复区域涂覆第一复合声敏材料；

27、将声波作用头移动至金属构件的待修复区域；

28、根据金属构件的待修复区域调整声波作用头的声波参数，使得第一复合声敏材料固化，填充金属构件的待修复区域；

29、所述第一复合声敏材料为丙烯酸树脂与碳纤维的混合物。

30、在本发明较佳的技术方案中，所述待成型区域为非金属构件的待修复区域，所述的可控定位快速成型方法包括以下步骤：

31、在非金属构件的待修复区域压入第二复合声敏材料；

32、将声波作用头移动至金属构件的待修复区域；

33、根据金属构件的待修复区域调整声波作用头的声波参数，使得第二复合声敏材料固化，填充金属构件的待修复区域；

34、所述第二复合声敏材料为酚醛树脂与氧化铝颗粒的混合物。

35、本发明的目的之二是提供一种可控定位快速成型系统，该系统于实施如上所述的可控定位快速成型方法，所述可控定位快速成型系统包括驱动装置、声波发生器、声波作用头以及控制器，所述声波作用头固定在所述驱动装置上，所述声波作用头与所述声波发生器电连接，所述控制器与所述驱动装置、所述声波发生器电连接。

36、本发明的有益效果为：

37、本发明提供的一种可控定位快速成型方法，该可控定位快速成型方法包括：获取待成型区域的结构特征以及材料特性；使得声敏材料填充待成型区域；对填充有声敏材料的待成型区域施加声波，并根据待成型区域的结构特征以及材料特性调整声波参数，使得声敏材料固化，填充待成型区域。该可控定位快速成型方法利用声波使得声敏材料在待成型的区域固化，来填充待成型的区域。声波对声敏材料进行固化，能够做到定点定位成型，即只对待成型区域进行原位制造，使得声敏材料快速固化。而且声波能够穿透不同的材料，能够对曲折复杂、不易进入的环境进行穿透修复、填堵；另外，声敏材料的应用范围广，受环境限制小，因此该方法可应用在多种不同的场合，包括对零件的修复、对线路板进行塞孔或者对零件的缺陷位置进行堵塞等。该方法能够达到快速填补零件的空缺，改善零件的性能，还能够降低零件的修复、填补成本。

38、本技术还提供用于实施上述的可控定位快速成型方法的可控定位快速成型系统，该装置能够在待成型区域快速使得光敏材料成型，能够用于不同零件的缺陷修复，而且自动化程度较高，能够降低零件修复成本，提高零件修复效率。