[發(fā)明專利]一種能夠改善密封性能的噴嘴氣壓調(diào)節(jié)裝置

有效

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• 申請日: 2018-12-16
• 公開（公告）號: CN109590474B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉趙淼;鐘希祥;逄燕;徐元迪;任彥霖
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B22F3/115
• 分類號: B22F3/115;B33Y30/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了一種能夠改善密封性能的噴嘴氣壓調(diào)節(jié)裝置，屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域。包括：噴嘴裝置、供氣裝置兩大部分，噴嘴裝置主要由石墨坩堝組成，包括下密封道、傳感器腔體、下定位孔、噴腔、石墨坩堝、噴孔；供氣裝置主要由上部供氣蓋組成，包括進(jìn)氣口、調(diào)節(jié)螺桿、出氣口、上定位孔、傳感器螺紋孔、上密封道。在高溫金屬微滴噴射過程中，對于裝置密封性能差且出口氣壓調(diào)節(jié)困難的狀況，該氣動式按需噴射裝置可以通過簡單快捷的密封方式，來實現(xiàn)噴腔內(nèi)穩(wěn)定壓力的效果，還可以對出口處壓力大小進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，能夠滿足不同條件下的工作要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可用于微滴噴射過程中改善密封性能的噴嘴氣壓調(diào)節(jié)裝置，屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

金屬微滴噴射增材制造技術(shù)是基于噴墨打印原理發(fā)展的一種3D 打印技術(shù)。基于“離散-疊加”的成形原理，先控制液態(tài)金屬生成均勻微滴，然后通過基板的運(yùn)動使微滴沉積在基板的特定位置，實現(xiàn)逐點(diǎn)、逐層地堆積形成復(fù)雜的三維實體結(jié)構(gòu)。該技術(shù)具有工藝流程簡單、生產(chǎn)成本低和成形件致密度高、力學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，在微小金屬零件快速成形、柔性電路打印、微電子封裝等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其在特種系統(tǒng)中微小零部件的維修和更換，以及結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料利用率低或小批量的零部件制造等方面具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。

現(xiàn)有的非金屬材料微滴噴射技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但金屬材料熔點(diǎn)高、粘性和表面張力大等特性，使得現(xiàn)有的非金屬材料噴射裝置及控制方法很難直接用于金屬材料的噴射和沉積成形。現(xiàn)有的氣動式按需噴射裝置由于需要在高溫條件下進(jìn)行，使得許多低溫條件下的密封和調(diào)節(jié)裝置無法正常使用，因此對于裝置的密封條件和材料選擇提出了更高的要求。為了提高金屬微滴噴射增材制造技術(shù)中成形件的致密度、降低其表面粗糙度，需要進(jìn)一步提高實驗裝置的精確度，對于控制生成參數(shù)的調(diào)節(jié)方式必須做到準(zhǔn)確可控，進(jìn)而能夠提高生成尺寸更小且均勻穩(wěn)定的金屬微滴，以提高成形件的質(zhì)量。

目前，在金屬微滴噴射增材制造技術(shù)中，氣動式生成方式由于對密封性要求較高，需要能夠密封效果好且調(diào)節(jié)方便的裝置，從而來提高成形件的質(zhì)量，加快金屬微滴噴射增材制造技術(shù)的發(fā)展。

因此，本發(fā)明提出一種用于微滴噴射過程中改善密封性能的噴嘴氣壓調(diào)節(jié)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種用于微滴噴射過程中改善密封性能的噴嘴氣壓調(diào)節(jié)裝置，該裝置可以完成氣動裝置噴射時提高密封性且能夠方便調(diào)節(jié)出口壓力的功能，對于實際生產(chǎn)中克服高溫氣體壓力調(diào)節(jié)困難等問題具有重要意義，裝置操作簡單，使用范圍廣，具有較高的科研應(yīng)用價值，其采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種用于微滴噴射過程中改善密封性能的噴嘴氣壓調(diào)節(jié)裝置，包括噴嘴裝置、供氣裝置兩大部分，噴嘴裝置包括下密封道(7)、傳感器腔體(8)、下定位孔(9)、噴腔(10)、石墨坩堝(11)和噴孔(12)；供氣裝置為上部供氣蓋(13)，上部供氣蓋(13)包括進(jìn)氣口(1)、調(diào)節(jié)螺桿(2)、出氣口(3)、上定位孔 (4)、傳感器螺紋孔(5)和上密封道(6)。

石墨坩堝(11)通過螺栓連接將四個上定位孔(4)和上部供氣蓋(13)上的四個下定位孔(9)固定，上密封道(6)設(shè)置在上部供氣蓋(13)的內(nèi)壁，下密封道(7)設(shè)置在上部供氣蓋(13)的內(nèi)壁；上密封道(6)與下密封道(7)相對應(yīng)。

石墨坩堝(11)與上部供氣蓋(13)連接面之間的上密封道(6) 與下密封道(7)注入耐高溫密封膠；噴腔(10)設(shè)置在石墨坩堝(11) 的中間，噴腔(10)的斷面為錐形結(jié)構(gòu)，噴腔(10)與進(jìn)氣口(1) 相對；噴孔(12)位于石墨坩堝(11)的底部凸臺中心。石墨坩堝(11) 的內(nèi)部設(shè)有單獨(dú)的傳感器腔體(8)，傳感器腔體(8)中用于放置溫度傳感器。上部供氣蓋(13)設(shè)有傳感器螺紋孔(5)用于固定溫度傳感器。進(jìn)氣口(1)用于連接進(jìn)氣管并與出氣口(3)連通，出氣口 (3)與調(diào)節(jié)螺桿(2)相配合，實現(xiàn)出氣量的大小調(diào)節(jié)。