石油鉆頭技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向(編輯修改稿)
2025-02-05 12:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 諸如美國 3DSYSTEMS公司的產(chǎn)品價格昂貴， 一般企業(yè)難以承擔其高昂費用 ，國內(nèi)西安交 通大學研究 SLA激光快速成型機較早，已經(jīng)生 產(chǎn)出 SPS系列產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量較好 ?，F(xiàn)場所 使用的 PDC鉆頭規(guī)格一般在 17 1/2以下，選 用 SPS600型激光快速成型機可以滿足生產(chǎn)要 求。 光敏樹脂選擇 ? 液態(tài)光敏樹脂在國內(nèi)常使用的有：進口的 DSM Somos ProtoTherm 12120光敏樹脂、 DSM Somos WaterShed 11120光敏樹脂、 DSM Somos ProtoTherm 14120光敏樹脂；國產(chǎn)的 SPR3010型光 敏樹脂、 SPR3001型光敏樹脂。由于進口光敏樹脂 價格昂貴，國內(nèi)廠家一般選用國產(chǎn)光敏樹脂。綜合各 項指標來看， SPR3001型光敏樹脂在線收縮率、拉 伸強度等方面具有優(yōu)勢，故使用 SPR3001型光敏樹 脂。 激光快速成型技術(shù)加工的鉆頭陰模 公模成型材料的選擇 ? ? ? ? ? ? ? ? 雙組分室溫硫化硅橡膠具有以下性質(zhì) : ①良好的化學穩(wěn)定性、無毒、無腐蝕性。 ②流動性好 ,能自動充滿模具。 ③可控制硫化速度 ,室溫常壓下硫化 ,便于操作。 ④良好的脫模性。 ⑤仿真性強 ,紋飾逼真。 ⑥制模速度快 ,一般在 20h 內(nèi)即可制成模具。 因此雙組分室溫硫化硅橡膠是 PDC鉆頭公模成型的最 佳材料 試樣編號 配比 R： C 固化時間 /min 1 100: 15 2 100: 22 3 100:1 38 4 100: 80 固化劑用量變化的影響 溫度 /℃ 12 18 24 30 固化時間 /min 62 46 37 29 溫度對固化時間的影響 ? 綜合考慮制模過程所需時間及不同溫度和不同 配比固化時間的不同，決定采用 3號配方。 燒結(jié)模具成型材料優(yōu)選及成型工藝 ? ? ? 1燒結(jié)模具殼體材料選擇 2燒結(jié)模具成型材料選擇 從覆膜砂模具成型工藝和陶土成型工藝的特點可以看出：覆膜砂模具成 型工藝需要 200～ 300℃ 的溫度，而用于形成 PDC鉆頭燒結(jié)模具的母模 由硅橡膠制成，不能承受覆膜砂模具成型工藝所需要的溫度，因而覆膜 砂模具成型工藝不能用于 PDC鉆頭燒結(jié)模具的成型，但由于燒結(jié)模具中 噴嘴流道替代塊不受溫度限制，覆膜砂比陶土潰散性好，便于流道的清 理，適于作流道替代塊。陶土成型工藝簡單，沒有溫度要求滿足 PDC鉆 頭燒結(jié)模具的成型要求。但陶土導熱性差，研制了導熱材料與其混合使 用，基本消除了產(chǎn)品廢品的產(chǎn)生。 3 燒結(jié)模具成型工藝研究 工藝 切削齒角度 （176。） 切削齒高度 （ mm） 水槽位置 （ mm） 新工藝 壓模成型 銑模成型 PDC鉆頭模具激光快速成型工藝效果 分析 ? ? 與傳統(tǒng)工藝的加工精度對比 由表中數(shù)據(jù)可以看出新工藝加工成的燒結(jié)模具 精度大幅度提高 新工藝 壓模工藝 銑模工藝 工序 時間（ h） 工序 時間（ h） 工序 時間（ h） 母模加工 8 母模加工 56 母模加工 8 膠模加工 膠模加工 3 膠模加工 16 陶瓷模加工 陶瓷模加工 陶瓷模加工 新產(chǎn)品開發(fā)周 期 12 新產(chǎn)品開發(fā)周 期 59 新產(chǎn)品開發(fā)周 期 24 批量生產(chǎn)后周 期 批量生產(chǎn)后周 期 3 批量生產(chǎn)后周 期 24 與傳統(tǒng)工藝的加工周期對比 ? 從表中可以看出，采用新工藝的新產(chǎn)品開發(fā)周期較壓模成型工藝和銑模成型 工藝的開發(fā)周期分別縮短了 %和 100%；批量生產(chǎn)的生產(chǎn)用時較兩者分 別縮短了 100%和 1500%。 ? 由以上對比分析可以看出：新工藝可以實現(xiàn)復 雜形狀鉆頭的制造生產(chǎn)，并可保證較高的精度 要求。新工藝的生產(chǎn)周期比傳統(tǒng)工藝的生產(chǎn)周 期大大縮短，在很大程度上提高了生產(chǎn)效率， 降低了生產(chǎn)成本。 鋼體 PDC鉆頭之鉆頭體加工 ?
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