[發明專利]全向行駛的熔融沙打印平臺及熔融沙粒打印成型方法

在審

• 申請號: 201810830349.6
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108818880A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 嚴彪;嚴鵬飛
• 申請（專利權）人: 上海莘臨科技發展有限公司
• 主分類號: B28B1/24
• 分類號: B28B1/24;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李鳳嬌

本發明公開了一種全向行駛的熔融沙打印平臺，包括全向行駛的移動平臺和超音速氧乙炔爆炸燃燒噴嘴，該噴嘴包括載氣管道、沙粒進料管道、一級共振管、二級共振管、出口導管、氧氣管道和乙炔管道；載氣管道與一級共振管位于同一直線上，二級共振管與出口導管位于同一直線上，載氣管道、一級共振管、二級共振管和出口導管共同形成十字交叉的hartmann諧振腔，沙粒進料管道垂直于載氣管道設置，并與載氣管道連通，氧氣管道和乙炔管道與十字交叉的hartmann諧振腔交叉口處連通。噴嘴安裝于移動平臺上的機械手前端，本發明能夠將沙粒熔融并以粘液態或者半固態的狀態噴出，并打印成型。

技術領域

本發明公開了一種3D打印裝置和打印方法，特別是一種全向行駛的熔融沙打印平臺及熔融沙粒打印成型方法。

背景技術

3D打印機又稱三維打印機，是一種累積制造技術，即快速成形技術的一種機器，3D打印機的工作原理與普通打印機基本相同，是通過電腦控制把“打印材料”一層一層地疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物，這項技術常常在模具制造、工業設計等領域，被用于制造模型或者用于一些產品的直接制造，目前存在多種3D打印技術，常用的技術包括粘結材料三維打印、光固化三維打印以及熔融材料三維打印等。對于熔融材料，現有的方式一般為先將材料熔融導出之后使用噴嘴噴出高速氣體沖擊熔融材料最后以粉末的形式噴出。這樣的結構較為復雜，其熔融過程需要有熔融裝置，熔融裝置下需要接導流裝置，噴嘴一般設置在導流裝置末端將熔融材料噴射開。這樣的噴射方式使得熔融材料無法準確的到達沖擊選區，熔融材料被沖散開其各部分速度不一致導致其最終成型的結構各部分強度不盡相同。

Laval(拉瓦爾)超音速噴嘴是現行最常用的氣霧化噴嘴形式，它主要能使噴嘴獲得超音速氣流，這有利于粉末的細化。具有Hartmann十字交叉共振管是一種能在流場中產生高頻震蕩的結構結構的超音速噴嘴則能夠使霧化氣流得到穩定的壓力振動。

現有的3D打印機一般只能打印體積比較小的零件，對于如建筑物這樣體型龐大的物體則無法打印，并且現有的3D打印機需要依賴現有的熔融材料進行打印而不能自行生成熔融材料。

發明內容

發明目的：本發明提供一種全向行駛的熔融沙打印平臺及熔融沙粒打印成型方法，該全向行駛的熔融沙打印平臺能夠直接熔融沙粒并將呈粘液態或者半固態的沙粒準確的噴射成型，可以打印如建筑物這類的體型龐大的構件。

技術方案：一種全向行駛的熔融沙打印平臺，包括全向移動平臺和燃燒噴嘴，其中全向移動平臺包括全向移動底座，安裝于全向移動底座上的旋轉軸，固定于旋轉軸上的升降臺以及固定在升降臺上的懸臂；燃燒噴嘴安裝于懸臂末端；燃燒噴嘴包括十字交叉的Hartmann雙級共振管和具有laval管自適應喉部特征的噴嘴以及載氣管道，氧氣管道與乙炔管道與雙級共振管的十字交叉口連通，沙粒由載氣管道進入十字交叉的Hartmann雙級共振管的十字交叉口處進行熔融并由噴嘴噴出。

其中，燃燒噴嘴包括載氣管道、一級共振管、二級共振管和噴嘴，載氣管道與封閉的一級共振管在一條直線上，封閉的二級共振管和噴嘴位于同一直線上，載氣管道、一級共振管、二級共振管、噴嘴形成十字交叉的Hartmann雙級共振管，十字交叉處設有火花塞，載氣管道入口處具有laval管自適應喉部特征，沙粒進料管與載氣管道連通，氧氣管道與乙炔管道與雙級共振管的十字交叉口連通。

其中，氧氣管道、乙炔管道以及載氣管道中心線位于同一平面上，且氧氣管道與乙炔管道關于載氣管道對稱設置。

其中，為了能夠控制沙粒進入量以及氧氣和乙炔沖入量，載氣管道、沙粒進料管、氧氣管道或乙炔管道上設置有流量閥。