[發(fā)明專利]一種用于超材料制備的3D打印設(shè)備有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610605493.0 | 申請日： | 2016-07-27 |
| 公開（公告）號： | CN107662333B | 公開（公告）日： | 2019-11-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 郭靖;趙寧;徐堅 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院化學(xué)研究所 |
| 主分類號： | B29C64/118 | 分類號： | B29C64/118;B22F3/00;B33Y30/00;B29K55/02 |
| 代理公司： | 北京知元同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535 | 代理人： | 劉元霞;張祖萍 |
| 地址： | 100190 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 沉積系統(tǒng) 基底 中樞控制系統(tǒng) 打印設(shè)備 超材料 周期性結(jié)構(gòu) 制備 沉積導(dǎo)電物質(zhì) 導(dǎo)電回路結(jié)構(gòu) 電磁波響應(yīng) 導(dǎo)電材料 附著位點 基底材料 周期結(jié)構(gòu) 構(gòu)筑 槍頭 打印 | ||
1.一種用于超材料制備的3D打印設(shè)備，其特征在于，該3D打印設(shè)備包括基底沉積系統(tǒng)、回路沉積系統(tǒng)和中樞控制系統(tǒng)；其中，
所述中樞控制系統(tǒng)控制所述基底沉積系統(tǒng)和所述回路沉積系統(tǒng)；
所述基底沉積系統(tǒng)在所述中樞控制系統(tǒng)控制下構(gòu)筑超材料周期結(jié)構(gòu)的基底，該基底為導(dǎo)電回路結(jié)構(gòu)提供附著位點；
所述回路沉積系統(tǒng)在所述中樞控制系統(tǒng)控制下在所述基底沉積系統(tǒng)構(gòu)筑的基底上通過噴墨槍頭沉積導(dǎo)電物質(zhì)形成電磁波響應(yīng)性結(jié)構(gòu)；
該3D打印設(shè)備通過使用基底沉積系統(tǒng)和回路沉積系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)基底材料和導(dǎo)電材料的同時打印，從而構(gòu)造具有周期性結(jié)構(gòu)或類周期性結(jié)構(gòu)的超材料；
該3D打印設(shè)備還包括定位系統(tǒng)，所述定位系統(tǒng)控制所述基底沉積系統(tǒng)和所述回路沉積系統(tǒng)的位置和位移；
該基底沉積系統(tǒng)包括熔融沉積槍頭和打印底板，熔融沉積槍頭安裝在機(jī)箱內(nèi)部靠近頂部的位置，并能夠沿X和Y軸方向移動；打印底板位于熔融沉積槍頭的下方，其所在平面與XY平面平行，用于承接熔融沉積槍頭擠出的基底材料；
所述噴墨槍頭為多個，其中有三個噴墨槍頭分別位于X軸正負(fù)方向、Y軸正負(fù)方向和Z軸正方向；
位于X軸正負(fù)方向的所述噴墨槍頭的噴墨方向?qū)?yīng)X’軸，位于Y軸正負(fù)方向的所述噴墨槍頭的噴墨方向?qū)?yīng)Y’軸，位于Z軸正負(fù)方向的所述噴墨槍頭的噴墨方向?qū)?yīng)Z’軸，X’軸與X軸夾角為-60°至60°，Y’軸與Y軸夾角為-60°至60°，Z’軸與Z軸夾角為-60°至60°，位于X軸正負(fù)方向的噴墨槍頭和Y軸正負(fù)方向的噴墨槍頭相互垂直并處于同一Z軸高度，位于X軸正負(fù)方向和Y軸正負(fù)方向的噴墨槍頭能夠分別沿Y軸方向和X軸方向自由移動；位于X軸正負(fù)方向和Y軸正負(fù)方向的噴墨槍頭的噴墨槍頭與打印底板之間沿Z軸方向的相對位置由定位系統(tǒng)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印設(shè)備，其特征在于，所述定位系統(tǒng)還用于校準(zhǔn)和控制基底沉積系統(tǒng)和回路沉積系統(tǒng)的位置和位移。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的3D打印設(shè)備，其特征在于，該3D打印設(shè)備還包括環(huán)境控制系統(tǒng)，所述環(huán)境控制系統(tǒng)控制3D打印設(shè)備打印過程中的環(huán)境條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的3D打印設(shè)備，其特征在于，當(dāng)所述基底沉積系統(tǒng)采用熔融沉積技術(shù)時，所述基底沉積系統(tǒng)的擠出針頭選用帶有加熱部件的擠出針頭；當(dāng)所述基底沉積系統(tǒng)采用光固化沉積技術(shù)時，所述基底沉積系統(tǒng)的擠出針頭選用配套特定波長段光照系統(tǒng)的擠出針頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的3D打印設(shè)備，其特征在于，所述基底沉積系統(tǒng)的擠出針頭為單針頭，用于擠出基底材料；或者為雙針頭，分別用于擠出基底材料和支撐材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的3D打印設(shè)備，其特征在于，所述三個噴墨槍頭分別為X軸正方向噴墨槍頭、Y軸正方向噴墨槍頭和Z軸正方向噴墨槍頭，所述Z軸正方向噴墨槍頭為頂部噴墨槍頭，該頂部噴墨槍頭平行于基底沉積系統(tǒng)的熔融沉積槍頭，但高度高于基底沉積系統(tǒng)的熔融沉積槍頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的3D打印設(shè)備，其特征在于，所述X軸正負(fù)方向的噴墨槍頭和Y軸正負(fù)方向的噴墨槍頭高度固定，而打印底板沿Z軸方向自由移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3D打印設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)境控制系統(tǒng)的所述環(huán)境條件包括溫度、濕度或光照條件，當(dāng)光照條件由激光器控制時，激光器的出射光與擠出針頭互成5-60°夾角，并且激光器與擠出針頭同步運動。
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