[發(fā)明專利]一種用于熱固性形狀記憶聚合物在軌4D打印的裝置

有效

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• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109483869B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 冷勁松;劉彥菊;劉立武;沈新新
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;B29C64/135;B29C64/209;B29C64/227;B29C64/321;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11473
• 代理人: 閆冬;王忠斌

本發(fā)明公開一種用于熱固性形狀記憶聚合物在軌4D打印的裝置，涉及打印技術領域，解決現有4D打印裝置無法在軌工作的問題，包括打印平臺；打印噴頭，適于噴出熱固性材料；驅動裝置，驅動裝置連接打印噴頭并驅動打印噴頭噴出熱固性材料，驅動裝置為壓電式振動裝置；送料裝置，送料裝置包括注射泵，并通過送料管連接打印噴頭；固化裝置，固化裝置與打印噴頭固定連接，固化裝置實時加熱打印噴頭噴出至打印平臺上的熱固性材料；三軸運動裝置，帶動打印噴頭、固化裝置和打印平臺在三維方向進行移動。本發(fā)明的一種用于熱固性形狀記憶聚合物在軌4D打印的裝置，克服了失重環(huán)境無法打印的問題，提高了空間站的靈活性，有效減少空間站對于地面供給的依賴。

技術領域

本發(fā)明涉及打印技術領域，具體涉及一種用于熱固性形狀記憶聚合物在軌4D打印的裝置。

背景技術

熱固性材料由于具有抗氧化、抗輻射、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，被廣泛應用于航天領域。目前，熱固性材料的打印方法主要依賴于立體光固化成型，該成型方式通過激光固化液態(tài)光敏樹脂表層，然后制作平臺下降一定的距離，再固化下一層光敏樹脂，如此反復形成最終產品，在打印時需要打印平臺與樹脂槽直接接觸，并且液態(tài)光敏樹脂需要跟隨打印平臺逐漸下降保證激光能不斷固化上表面的光敏樹脂，但是該方法不適合于太空中微重力的極端環(huán)境，在微重力下光敏樹脂較難跟隨打印裝置向下移動。目前，4D打印是在3D打印的基礎上增加一個時間維度而形成的新技術，使打印出的形狀記憶聚合物產品在特定激勵下實現自驅動或自變形，制備出的形狀記憶聚合物產品可作為功能件來代替復雜的機電結構，然而目前自驅動或自變形的形狀記憶產品均為地面制備運輸到在軌航天器內，目前尚未有在軌4D打印裝置的報道。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本發(fā)明。

發(fā)明內容

為解決上述技術缺陷，本發(fā)明采用的技術方案在于，提供一種用于熱固性形狀記憶聚合物在軌4D打印的裝置，包括

打印平臺；

打印噴頭，適于噴出熱固性形狀記憶聚合物至打印平臺上；

驅動裝置，所述驅動裝置連接所述打印噴頭并驅動所述打印噴頭噴出所述熱固性形狀記憶聚合物，所述驅動裝置為壓電式振動裝置；

送料裝置，所述送料裝置包括注射泵，所述注射泵通過送料管連接所述打印噴頭，所述注射泵、所述送料管與所述打印噴頭密封連接；

固化裝置，所述固化裝置與所述打印噴頭固定連接，所述固化裝置實時加熱所述打印噴頭噴出至所述打印平臺上的所述熱固性形狀記憶聚合物；

三軸運動裝置，帶動所述打印噴頭、所述固化裝置和所述打印平臺在三維方向進行移動。

進一步的，所述打印噴頭的側面設有螺紋進料孔，所述送料管的接頭與所述打印噴頭螺紋連接。

進一步的，所述打印噴頭的噴嘴口徑可調節(jié)。

進一步的，所述三軸運動裝置包括X軸、Y軸與Z軸運動裝置，所述X軸運動裝置與所述Z軸運動裝置帶動所述打印噴頭移動，所述Y軸運動裝置帶動所述打印平臺移動。

進一步的，所述驅動裝置通過噴頭連接塊連接所述打印噴頭，所述驅動裝置、所述噴頭連接塊與所述打印噴頭均密封連接，所述噴頭連接塊內設有適于貫通所述驅動裝置與所述打印噴頭的連接腔，所述噴頭連接塊上設有單向閥，所述連接腔通過所述單向閥連通所述噴頭連接塊的外部。

進一步的，所述固化裝置跟隨所述打印噴頭共同移動。

進一步的，所述固化裝置包括激光發(fā)射器，所述激光發(fā)射器對焦至所述打印平臺上由所述打印噴頭噴出的所述熱固性形狀記憶聚合物。

進一步的，所述送料裝置包括至少兩個注射泵，其中一個注射泵用于裝載固化劑，另一個注射泵用于裝載熱固性材料。