技术特征:
1.一种可重构的月壤模块烧结模具,其特征在于,包括柔性模具板、针床组件和线性执行器模组;所述针床组件包括基床和在基床上阵列排布的针;所述线性执行器模组包括与所述针一一对应的呈阵列排布的线性执行器,每个线性执行器对应控制一个针的线性伸缩;所述柔性模具板背面连接所述针床组件中的针,以使柔性模具板随着线性执行器的动作改变形状。2.如权利要求1所述的一种可重构的月壤模块烧结模具,其特征在于,柔性模具板采用多层柔性耐高温导热材料制成。3.如权利要求2所述的一种可重构的月壤模块烧结模具,其特征在于,所述柔性耐高温导热材料为石墨板、陶瓷纤维、碳纤维、金属柔性导热材料或复合柔性导热材料。4.一种月壤模块烧结系统,其特征在于,包括电热烧结单元、工作台单元、和控制单元;所述光电单元用于转换太阳能向其他单元供电;所述电热烧结单元包括电热烧结加热器、热电偶测温模块和权利要求1~3任一项所述的可重构的月壤模块烧结模具;电热烧结加热器用于加热所述柔性模具板,热电偶测温模块用于检测月壤烧结时的温度变化;所述工作台单元包括滤粉网、储粉仓、工作台与工作台电机;月壤模块烧结模具安装于所述工作台上;月壤经滤粉网过滤后进入储粉仓储存,烧结时储粉仓的月壤粉末进入到月壤模块烧结模具中,烧结完毕后工作台电机驱动工作台震动脱模;所述控制单元用于控制所述电热烧结单元和工作台单元的工作。5.根据权利要求4所述的一种月壤模块烧结系统,其特征在于,还包括光电单元;所述光电单元包括太阳能板,光电转换模块、储电设备和供配电模块;光电单元利用太阳能板将太阳能转化为电能储存在储电设备中,并依靠供配电模块将电力供给给其他但愿。6.一种月壤模块烧结方法,基于权利要求4或5所述的月壤模块烧结系统实现,其特征在于,包括以下步骤:筛分储粉步骤:月壤经滤粉网过滤后进入储粉仓储存;模具重构步骤:可重构的月壤模块烧结模具按照控制单元发放的动作组指令开始重构,直到实现预设模具形状;铺粉压实步骤:储粉仓中的月壤粉末进入到月壤模块烧结模具中,并进行压实;烧结脱模步骤:电热烧结加热器启动,对月壤模块烧结模具中的月壤进行烧结,烧结完成后,工作台震动脱模,取出月壤烧结构件。7.根据权利要求6所述的一种月壤模块烧结方法,其特征在于,所述的模具重构步骤中,由控制单元发送指令后,线性执行器模组根据指令进行一维线性轴向运动,从而驱动针床组件的针线性伸缩进行姿态重构,进一步控制柔性模具板形状的变化。8.根据权利要求7所述的一种月壤模块烧结方法,其特征在于,柔性模具板背面采用点阵控制模式,每个点对应一个线性执行器,控制单元指令通过控制线性执行器带动相应的针伸缩改变每个点的行程来控制整个针床组件的姿态,从而进一步控制柔性模具板形状的变化。9.根据权利要求6~8任一项所述的一种月壤模块烧结方法,其特征在于,烧结脱模步骤中,电热烧结加热器烧结时,通过热电偶测温模块实时监测烧结时模具里月壤的温度变化,根据温度信息对电热烧结加热器进行反馈控制,实时调节烧结温度,避免温度过高或过
低引起烧结失败。
技术总结
本发明公开了一种可重构的月壤模块烧结模具、系统及方法,属于月面原位建造领域,该系统组成包括电热烧结单元、工作台单元、和控制单元。电热烧结单元将电能转化为烧结用的热能,内设可重构模具,可以根据建造构件的需求调节模具形状,再利用加热器实现月壤的模具烧结成形,还配备有热电偶用于实时测温;工作台单元用于储粉、出粉以及控制工作台的移动。本发明提供的系统利用可重构模具实现了利用单一模具实现任意形状的月壤构件烧结,提升了系统在月面极端环境下的使用效益。统在月面极端环境下的使用效益。统在月面极端环境下的使用效益。
技术研发人员:周诚 鲁亚楠 周燕 文世峰 韩文彬 高玉月 史玉升 丁烈云
受保护的技术使用者:华中科技大学
技术研发日:2023.06.30
技术公布日:2023/10/10