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石油鉆頭技術現狀及未來發展方向講義(編輯修改稿)

2026-02-05 12:40 本頁面

　

【文章內容簡介】諸如美國 3DSYSTEMS公司的產品價格昂貴，一般企業難以承擔其高昂費用，國內西安交通大學研究 SLA激光快速成型機較早，已經生產出 SPS系列產品，產品質量較好。現場所使用的 PDC鉆頭規格一般在 17 1/2以下，選用 SPS600型激光快速成型機可以滿足生產要求。光敏樹脂選擇 ? 液態光敏樹脂在國內常使用的有：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，國內廠家一般選用國產光敏樹脂。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勢，故使用 SPR3001型光敏樹脂。激光快速成型技術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 : ①良好的化學穩定性、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。燒結模具成型材料優選及成型工藝 ? ? ? 1燒結模具殼體材料選擇 2燒結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鉆頭燒結模具的成型，但由于燒結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，基本消除了產品廢品的產生。 3 燒結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 ? ? 與傳統工藝的加工精度對比由表中數據可以看出新工藝加工成的燒結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品開發周期 12 新產品開發周期 59 新產品開發周期 24 批量生產后周期批量生產后周期 3 批量生產后周期 24 與傳統工藝的加工周期對比 ? 從表中可以看出，采用新工藝的新產品開發周期較壓模成型工藝和銑模成型工藝的開發周期分別縮短了 %和 100%；批量生產的生產用時較兩者分別縮短了 100%和 1500%。 ? 由以上對比分析可以看出：新工藝可以實現復雜形狀鉆頭的制造生產，并可保證較高的精度要求。新工藝的生產周期比傳統工藝的生產周期大大縮短，在很大程度上提高了生產效率，降低了生產成本。鋼體 PDC鉆頭之鉆頭體加工 ?

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