[發明專利]一種利用液態金屬進行增材制造的裝置及方法

在審

• 申請號: 201710584407.7
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN109261939A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 王增輝;陳然;賈瀟;倪明玖
• 申請（專利權）人: 中國科學院大學
• 主分類號: B22D23/00
• 分類號: B22D23/00;B22D27/02;B22D27/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種利用液態金屬進行增材制造的裝置，其中，該裝置包括液態金屬熔池、電磁鐵和懸掛冷卻器；

所述液態金屬熔池，用于容置液態金屬，其中液態金屬熔池底部設置有多個電極；

所述電磁鐵，包括磁場N極和磁場S極，分別設置于液態金屬熔池的兩側，且與液態金屬熔池外壁保持一定距離，磁場S極與磁場N極相對，用于產生平行于液態金屬熔池中液面的均勻磁場；

所述懸掛冷卻器，置于液態金屬熔池正上方，與液態金屬熔池保持水平，用于冷卻突起的液態金屬，使突起的液態金屬從液態轉變成固態；

其中，所述液態金屬在電場和磁場生成的洛倫茲力與重力作用下形成不同的液柱，懸掛冷卻器對液態金屬進行冷卻形成金屬固件結構，實現液態金屬的快速增材制造。

2.根據權利要求1所述的利用液態金屬進行增材制造的裝置，其中，所述液態金屬熔池為耐火材料制成的液態金屬熔池。

3.根據權利要求1所述的利用液態金屬進行增材制造的裝置，其中，所述多個電極成排交錯設置，且各排相鄰電極的孔心距離相等。

4.根據權利要求3所述的利用液態金屬進行增材制造的裝置，其中，所述電極采用的材料為鎢、錸、鉭、鉬、鈮、鉿、釩、鉻、鋯、鈦、銅及其合金。

5.根據權利要求1所述的利用液態金屬進行增材制造的裝置，其中，所述懸掛冷卻器為陶瓷冷卻器，內部通冷卻水。

6.根據權利要求5所述的利用液態金屬進行增材制造的裝置，其中，所述懸掛冷卻器包括冷卻器本體和懸掛臂，所述懸掛臂置于冷卻器本體上方。

7.一種利用液態金屬進行增材制造的方法，采用權利要求1-6中任一項所述的利用液態金屬進行增材制造的裝置，該方法包括：

液態金屬熔池底部至少兩個電極被加電壓產生電場；

電磁鐵通電產生平行于液態金屬熔池液面的均勻磁場；

液態金屬在電場和磁場生成的洛倫茲力與重力作用下形成不同的液柱；以及

懸掛冷卻器對液態金屬進行冷卻形成金屬固件結構，實現液態金屬的增材制造。

8.根據權利要求7所述的利用液態金屬進行增材制造的方法，其中，所述液態金屬熔池底部至少兩個電極被加電壓產生電場，電壓范圍為-220V至220V。

9.根據權利要求7所述的利用液態金屬進行增材制造的方法，其中，所述電磁鐵通電產生平行于液態金屬熔池液面的均勻磁場，均勻磁場的強度為0-3T。