[發明專利]液態金屬3D打印噴頭裝置及設有該裝置的3D打印機

在審

• 申請號: 201610346359.3
• 申請日: 2016-05-23
• 公開（公告）號: CN107414080A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 桂林;田露;高猛
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115;B33Y30/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

1.一種液態金屬3D打印噴頭裝置，其特征在于，包括用于產生液態金屬微液滴的液滴產生機構，所述液滴產生機構包括相交設置的液態金屬微流道和主流體微流道，在所述主流體微流道內的連續相主流體的剪切力作用下，所述液態金屬微流道內的液態金屬能均勻分散成多組所述液態金屬微液滴。

2.根據權利要求1所述的液態金屬3D打印噴頭裝置，其特征在于，所述主流體微流道為至少兩條，兩條所述主流體微流道分別相對的連通在所述液態金屬微流道的兩側，且均與所述液態金屬微流道成一定角度相交設置；所述液態金屬微流道的末端連通有噴嘴。

3.根據權利要求1所述的液態金屬3D打印噴頭裝置，其特征在于，所述液滴產生機構還包括液態金屬儲液槽，所述液態金屬儲液槽的一端與液態金屬微流道連通，另一端通過液態金屬壓力進口連接有壓力控制機構，所述壓力控制機構用于驅動并控制所述液態金屬儲液槽內的液態金屬向液態金屬微流道內流動的速度；所述液態金屬儲液槽上設有液態金屬注入口。

4.根據權利要求3所述的液態金屬3D打印噴頭裝置，其特征在于，所述主流體微流道通過主流體進樣口連通有主流體采樣瓶，所述主流體采樣瓶與壓力控制機構連通，以驅動并控制所述主流體微流道內的連續相主流體的流動速度。

5.根據權利要求3所述的液態金屬3D打印噴頭裝置，其特征在于，所述壓力控制機構為氣壓式微流體進樣系統、注射泵或蠕動泵。

6.根據權利要求1所述的液態金屬3D打印噴頭裝置，其特征在于，還包括加熱控溫機構，所述加熱控溫機構用于控制所述液滴產生機構內的液態金屬的溫度。

7.根據權利要求6所述的液態金屬3D打印噴頭裝置，其特征在于，所述加熱控溫機構包括熱電片、電加熱絲和熱電偶，所述熱電片 設置于所述液滴產生機構的外側，電加熱絲設置于所述液滴產生機構內，以控制所述液滴產生機構內的液態金屬溫度；所述熱電偶的測溫端伸入到所述液滴產生機構內，以測量所述液滴產生機構內的液態金屬的溫度。

8.根據權利要求1-7任一項所述的液態金屬3D打印噴頭裝置，其特征在于，所述液態金屬微流道中的液態金屬的固化溫度小于等于200℃；優選所述液態金屬為鎵單質金屬、鎵銦合金、鎵銦錫合金、鉍銦錫合金或鉍銦錫鋅合金中的一種或幾種混合。

9.根據權利要求1-7任一項所述的液態金屬3D打印噴頭裝置，其特征在于，所述主流體微流道中的連續相主流體包括丙三醇溶液、氫氧化鈉溶液、或硅油溶液中的一種或幾種混合。

10.一種3D打印機，其特征在于，包括打印基臺、冷卻裝置和如權利要求1-8任一項所述的液態金屬3D打印噴頭裝置，所述打印基臺對應設置于所述液態金屬3D打印噴頭裝置的下部，所述冷卻裝置設置于所述打印基臺的下部。