[發明專利]多向超聲微滴噴射光固化增材制造裝置及方法

有效

• 申請號: 201610703005.X
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN106113509B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 吳文征;李桂偉;蔣吉利;郭曉鈺;武子超;劉彥宇;趙繼
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B29C64/135
• 分類號: B29C64/135;B29C64/20;B29C64/264;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y50/02
• 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

1.一種多向超聲微滴噴射光固化增材制造裝置，其特征在于，包括：機架、兩軸運動組件一、兩軸運動組件二、兩軸運動組件三、供料系統支架、供料系統、兩軸運動組件四、兩軸運動組件五和基板，其中兩軸運動組件一、兩軸運動組件二、兩軸運動組件四、兩軸運動組件五和兩軸運動組件三分別固定在機架的四個側面和頂面上，供料系統支架固定在機架的上面、架起的高度高于兩軸運動組件三的最高位置，供料系統固定在供料系統支架上，基板固定在機架上；

所述兩軸運動組件一、兩軸運動組件二、兩軸運動組件三、兩軸運動組件四和兩軸運動組件五的結構相同，其中兩軸運動組件一的結構，包括X軸絲母、紫外光源、聚焦超聲換能器一、Z軸光杠組件一、Z軸光杠組件二、平臺組件、X軸光杠組件一、Z軸絲杠組件、Z軸絲母組件、X軸絲杠組件、X軸光杠組件二、伺服電機組件一、伺服電機組件二，其中X軸光杠組件一、X軸光杠組件二和伺服電機組件二固定在機架上，平臺組件和X軸光杠組件一、X軸光杠組件二滑動連接，X軸絲母、Z軸光杠組件一、Z軸光杠組件二、Z軸絲杠組件和伺服電機組件一均固定在平臺組件上，Z軸絲母組件隨著Z軸絲杠組件中絲杠的轉動沿Z軸移動，紫外光源和聚焦超聲換能器一固定在Z軸絲母組件上，X軸絲母隨著X軸絲杠組件中絲杠的轉動沿X軸移動，伺服電機組件一與Z軸絲杠組件中絲杠連接，伺服電機組件二與X軸絲杠組件中絲杠連接。

2.根據權利要求1所述的一種多向超聲微滴噴射光固化增材制造裝置，其特征在于，所述的聚焦超聲換能器一的結構是，包括底板、外圈、鎳電極一、壓電陶瓷PZT、鎳電極二、內圈、聚對二甲苯層、空氣環，其中底板固定在外圈的底面，鎳電極一和鎳電極二鍍在壓電陶瓷PZT的兩側，內圈固定在外圈的頂面，鎳電極一、壓電陶瓷PZT和鎳電極二固定在內圈上，空氣環在聚對二甲苯涂層與鎳電極一之間。

3.根據權利要求2所述的一種多向超聲微滴噴射光固化增材制造裝置，其特征在于，所述的鎳電極一、壓電陶瓷PZT、鎳電極二、聚對二甲苯層、空氣環構成聚焦超聲振子，聚對二甲苯層與空氣環構成菲涅耳透鏡，滿足下列關系式：

rk0=2k-12λ(2k-12λ+2L)]]>

rk1=kλ(kλ+2L)]]>

為聚對二甲苯層與鎳電極一接觸的第k個空氣環內徑、為聚對二甲苯層與鎳電極一接觸的第k個空氣環外徑，L為該聚焦超聲振子焦距，即聚焦超聲振子到液面的距離，λ為超聲在液體材料中的波長，k＝1、2、3、4……。

4.根據權利要求1所述的一種多向超聲微滴噴射光固化增材制造裝置，其特征在于，所述的供料系統的結構是，包括控制閥二、控制閥一、供料池、控制閥四、控制閥三、控制閥五，其中供料池通過控制閥一與聚焦超聲換能器一相連，供料池通過控制閥二與聚焦超聲換能器二相連，供料池通過控制閥三與聚焦超聲換能器三相連，供料池通過控制閥四與聚焦超聲換能器四相連，供料池通過控制閥五與聚焦超聲換能器五相連。