Page 77 - 《爆炸与冲击》2026年第8期

第 46 卷 丁肇银，等： 非金属内肋增强粉末式破门弹的侵彻效应与附带损伤特性 第 8 期

薄壁壳体建模，然后将 3D 模型文件导入 Simplify3D 切片软件分割成一层层的薄片，生成打印机可以识
别的 G 代码。在打印平台上均匀铺设直径为 30～60 μm 的 PA6 尼龙粉末，粉末层厚度通常在 10～30 μm
之间。铺粉时要注意控制粉末的厚度、密度和平整度，以减少空隙和缺陷的产生。使用最大功率为
500 W 的高功率激光器，通过激光扫描使尼龙粉末逐层烧结堆积成型，待其固化成实体尼龙零件后去除
支撑结构，清洗和表面处理得到试验所需的薄壁壳体结构。
试验使用的金属粉末为钨粉和铁粉（图 3），使用球磨法制备。该加工方法借助于机械外力将金属破
碎研磨成所需粒径的粉末，制备过程中材料的化学成分基本不变 [30] 。其优点是工艺简单、产量大，可以
制备一些常规方法难以得到的高熔点金属和合金的超细粉末。通过扫描电镜可以观测到金属粉末的粒
径分布在 10～100 μm 范围内，钨粉和铁粉的密度分别为 9.83 和 3.41 g/cm 。
3

a b

100 μm 100 μm
(a) Tungsten powder (b) Iron powder

图 3 钨粉和铁粉的扫描电镜照片
Fig. 3 SEM images of the tungsten powder and iron powder
最后将球磨法制备的金属粉末置于漏斗之内，将通过 SLS 增材制造技术制备的尼龙薄壁筒体结构
置于高频振动台之上，通过漏斗将金属粉末灌装到薄壁筒体中，通过高频振动台将金属粉末沉积，随后
对弹体上端进行封装，形成具有内肋支撑的圆柱体弹丸。共制备了 6 种试验弹，不同结构的试验弹的主
要参数如表 1 所示。填充钨粉的试验弹质量为 82.1～90.2 g，填充铁粉的试验弹质量为 20.4～31.2 g，随
着薄壁圆筒内肋阶数结构的增加，试验弹的质量略有下降。

表 1 试验弹的主要参数
Table 1 Main parameters of the test projectiles
类型 内肋阶数 填充粉末材料 平均质量/g
S-1-W 1 钨 90.2
S-2-W 2 钨 82.1
S-1-Fe 1 铁 31.2
S-2-Fe 2 铁 27.6
S-3-Fe 3 铁 23.9
S-4-Fe 4 铁 20.5

1.3 弹道试验场地布局

通过 35 mm 口径的气枪以一定的初速度发射试验弹，研究不同内肋增强结构的弹体以及不同的金
属粉末对钢靶侵彻性能和穿靶后附带毁伤的影响。试验场地布置如图 4 所示，枪口中心与靶板中心处
于同一水平线，弹丸依靠弹托与弹道枪膛内紧密贴合，由高压气体推动加速，通过调节气体压力来控制
出膛速度。出膛后，弹托撞击到挡板后弹托分离，而后弹体击中厚度为 2 mm 的 45#钢靶。在距金属靶

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