[發明專利]一種金屬微噴熔滴電磁約束沉積成型系統

有效

• 申請號: 201410273867.4
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104028761A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 杜軍;魏正英;陳禎;盧秉恒;李素麗
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種金屬微噴熔滴電磁約束沉積成型系統，其特征在于，包括間隙微調儀(1)、壓電執行器(2)、壓電閥(4)、惰性氣體罐(5)、加熱元件(7)、坩堝(8)、間隙可調噴嘴(9)、交變磁場(11)、交變電場(12)、基板(13)、三維工作臺(14)、壓力控制器(15)、控制系統(18)、溫度控制器(19)、手套箱(20)和運動控制卡(21)；其中，

三維工作臺(14)設置在手套箱(20)內的底部，基板(13)位于工作臺(14)的上端面，基板(13)上設有交變磁場(11)和交變電場(12)；用于盛放金屬溶液(6)的坩堝(8)位于基板(13)的正上方，坩堝(8)周圍設置加熱元件(7)，間隙可調噴嘴(9)設置在坩堝(8)的底部，坩堝(8)的頂部從下至上依次設置有絕熱元件(3)、壓電執行器(2)和間隙微調儀(1)，間隙微調儀(1)用于控制壓電執行器(2)產生的脈沖壓力，從而調節坩堝(8)內的金屬溶液(6)通過間隙可調噴嘴(9)噴射金屬熔滴(10)的頻率；設置在手套箱(20)外的真空泵(16)通過輸氣管(17)與手套箱(20)相連通，設置在手套箱(20)外的惰性氣體罐(5)通過壓力閥(4)與手套箱(20)相連通，且壓力閥(4)位于手套箱(20)內；控制系統(18)用于分別對壓力控制器(15)、溫度控制器(19)以及運動控制卡(21)進行控制，壓力控制器(15)用于控制壓力閥(4)調節手套箱(20)內的惰性氣體含量，溫度控制器(19)用于控制加熱元件(7)對坩堝(8)內的金屬溶液(6)加熱，運動控制卡(21)通過控制三維工作臺(14)實現對金屬熔滴(10)成型的X、Y和Z三個方向的運動控制。

2.根據權利要求1所述的一種金屬微噴熔滴電磁約束沉積成型系統，其特征在于，交變磁場(11)和交變電場(12)用于對間隙可調噴嘴(9)噴射的金屬熔滴(10)進行約束控制，間隙可調噴嘴(9)噴射的金屬熔滴(10)的直徑為50～200μm。

3.根據權利要求1所述的一種金屬微噴熔滴電磁約束沉積成型系統，其特征在于，開始工作時，開啟控制系統(18)，采用真空泵(16)對手套箱(20)抽真空，壓力控制器(15)通過控制壓力閥(4)對手套箱(20)沖入惰性氣體，從而手套箱(20)保護熔滴成型過程不被氧化；運動控制卡(21)控制三維工作臺(14)帶動基板(13)運動，使基板(13)與間隙可調噴嘴(9)的距離正好的在金屬熔滴(10)噴射沉積的位置；溫度控制器(19)控制加熱元件(7)對坩堝(8)內的金屬熔液(6)加熱，間隙微調儀(1)通過控制壓電執行器(2)產生的脈沖壓力，調節坩堝(8)內的金屬溶液(6)通過間隙可調噴嘴(9)噴射金屬熔滴(10)在基板(13)上沉積成型；交變磁場(11)和交變電場(12)可對間隙可調噴嘴(9)噴射的金屬熔滴(10)進行約束成型，實現對金屬熔滴(10)在基板(13)上成型位置和成型精度的控制，三維工作臺(14)通過帶動基板(13)運動，從而實現金屬熔滴(10)在基板(13)上X、Y和Z三個方向的精確成型。