[實用新型]電場輔助二級控量精確成形裝置

有效

• 申請號: 201520232123.8
• 申請日: 2015-04-17
• 公開（公告）號: CN204658962U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 王東方;王鼎康;楊旭
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B33Y30/00
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本實用新型屬于增材制造技術領域，特別涉及電場輔助控量控性增材制造裝置。

背景技術

增材制造（Additive?Manufacturing，AM）技術是基于分層制造原理發展而來的先進制造技術，其在金屬材料、陶瓷材料、特別是復合材料的成形過程中發揮著不可替代的作用，不僅有利于實現復雜形狀的成形，而且大大提高了成形效率，但在超薄功能層精確成形和零件性能增強方面仍有巨大的提升空間。

靜電紡絲（electrospinning）是一種將聚合物溶液或熔體在強電場中進行噴射紡絲的過程。在電場作用下，針頭處的液滴形成噴射流，進而形成纖維，成形為設計的結構。借鑒電場在靜電紡絲中的應用，可在增材制造中利用脈沖電場來實現熔融材料的周期性脫離。

公開號CN101138789及CN103056367A的實用新型利用壓電震蕩切斷金屬束流以形成金屬液滴。公開號US8021593?B2利用針狀成形口進行控量。

現有增材制造所采用的脈沖電場或壓電震蕩實現熔融材料分離的方法，尚難以滿足超薄功能層精確成形所需的材料控量要求。

發明內容

本實用新型提供一種電場輔助二級控量精確成形裝置，以解決采用脈沖電場或壓電震蕩實現熔融材料分離時存在的，尚難以滿足超薄功能層精確成形所需的材料控量要求的問題。

本實用新型采取的技術方案是：

一種電場輔助二級控量精確成形裝置，進料裝置的進料擠壓輪位于原料輸送管上部的兩側，導向管套接在原料輸送管的外部，無級變域加熱裝置圍繞在導向管外部，成形口與導向管下端固定連接，移動平臺位于成形口下方，脈沖電壓發生裝置的電極分別連接成形口與移動平臺。

控制裝置分別與進料裝置、無級變域加熱裝置和脈沖電壓發生裝置連接。

所述無級變域加熱裝置中的發熱元件通過電極滑片與加熱控制部件連接。

本實用新型的優點是結構新穎，利用分層制造技術，根據在脈沖電場條件下熔融材料液滴固化成形的技術特點，采用無級變域加熱技術和脈沖電場分離技術實現增材制造的兩級控量，并結合電場輔助極化控性，實現超薄功能層的精確成形和性能增強，使得控量控性增材制造成為可能。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明材料極化示意圖；

圖3是本發明極化矢量電壓波形示意圖；

圖4是本發明脈沖矢量脫離電壓波形示意圖。

具體實施方式

一種電場輔助二級控量精確成形裝置，進料裝置1的進料擠壓輪位于原料輸送管2上部的兩側，導向管3套接在原料輸送管2的外部，無級變域加熱裝置4圍繞在導向管3外部，成形口5與導向管3下端固定連接，移動平臺6位于成形口5下方，脈沖電壓發生裝置7的電極分別連接成形口5與移動平臺6；

控制裝置8分別與進料裝置1、無級變域加熱裝置4和脈沖電壓發生裝置7連接；

所述無級變域加熱裝置中的發熱元件402通過電極滑片403與加熱控制部件401連接。

工作原理：

首先分析功能層成形所需的材料用量，根據用量要求控制無級變域加熱裝置加熱區域范圍，即調節電極滑片403位置以改變無級變域加熱裝置4的加熱部分長度，從而對熔融階段的材料用量進行一級控制。材料熔融后，脈沖電壓發生裝置7?在成形口5和數控精密移動平臺6之間施加矢量脈沖電壓V₁，形成極化電場E1，將熔融材料極化；同時脈沖電壓發生裝置7在成形口5和數控精密移動平臺6間形成脈沖矢量電壓V_L，成形口5外的熔融材料在電場力的作用下周期性脫離并在電場內加速；數控精密移動平臺6根據超薄功能層成形軌跡的要求做精確運動，接收脫離的液滴，并在其上實現材料的固化累加成形。