[發明專利]面向微重力真空環境的月球表面原位資源3D打印裝置

有效

• 申請號: 201910349345.0
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110039771B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 宋波;張磊;史玉升
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B29C64/165
• 分類號: B29C64/165;B29C64/20;B29C64/307;B29C64/25;B29C64/255;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尚威;李智

1.一種面向微重力真空環境的月球表面原位資源3D打印裝置，包括月球表面原位資源的抓取和篩分單元，以及噴墨3D打印成形單元；還包括保溫罩(19)、防磁罩(18)和漏斗(16)；

所述月球表面原位資源的抓取和篩分單元，包括第一鋪粉器(31)、機械手(17)以及篩網(4)；機械手(17)用于采集月球表面原位資源并送至篩網(4)進行篩選；

所述噴墨3D打印成形單元，包括粗粉儲粉缸(15)、細粉儲粉缸(14)、工作缸(11)、回收缸(6)、第二鋪粉器(32)、噴嘴(5)、Z軸直線模組(12、13)、X軸直線模組(1)及Y軸直線模組(2)；

以水平面為XY平面，豎直方向為Z軸方向，則粗粉儲粉缸(15)、細粉儲粉缸(14)、工作缸(11)、回收缸(6)沿X軸正方向依次布置；X軸直線模組(1)位于工作缸(11)上方，Y軸直線模組(2)設于X軸直線模組(1)上，噴嘴(5)設于Y軸直線模組(2)上；多個Z軸直線模組(12、13)一一對應分別獨立驅動粗粉儲粉缸(15)、細粉儲粉缸(14)、工作缸(11)各自的基板(8)的升降；第二鋪粉器(32)用于將多余的打印顆粒推至回收缸(6)中；

篩網(4)位于細粉儲粉缸(14)正上方，細粉儲粉缸(14)用于儲存通過篩網(4)的細顆粒；第一鋪粉器(31)用于將未通過篩網(4)的粗顆粒推至粗粉儲粉缸(15)中；第一鋪粉器(31)和篩網(4)均設于X軸直線模組(1)上；

第一鋪粉器(31)、篩網(4)以及噴墨3D打印成形單元設于保溫罩(19)內，保溫罩(19)位于防磁罩(18)內；機械手(17)設于防磁罩(18)外；漏斗(16)固定在保溫罩(19)和防磁罩(18)上，且位于篩網(4)上方；漏斗(16)上設有開關，用于抓取資源后關閉漏斗(16)從而將保溫罩(19)和防磁罩(18)的內外環境隔離。

2.根據權利要求1所述的一種面向微重力真空環境的月球表面原位資源3D打印裝置，其特征在于，多個細粉儲粉缸沿X軸正方向依次布置于粗粉儲粉缸(15)和工作缸(11)之間；篩網的數量與細粉儲粉缸的數量一致，各篩網按照目數由少到多的順序，沿X軸正方向依次一一對應位于各個細粉儲粉缸的上方。

3.根據權利要求1所述的一種面向微重力真空環境的月球表面原位資源3D打印裝置，其特征在于，漏斗(16)數量為一個，位于目數最多的篩網(4)上方；或者，漏斗(16)的數量與篩網(4)的數量相等且一一對應位于各篩網(4)上方。

4.根據權利要求1～3任意一項所述的一種面向微重力真空環境的月球表面原位資源3D打印裝置，其特征在于，細粉儲粉缸(14)的底板(10)下側設置振動臺(20)。

5.根據權利要求1～3任意一項所述的一種面向微重力真空環境的月球表面原位資源3D打印裝置，其特征在于，所述噴墨3D打印成形單元還包括導軌(21)和多個軌道運輸車，細粉儲粉缸(14)和粗粉儲粉缸(15)各自的Z軸直線模組分別一一對應搭載于各軌道運輸車上，以帶動各個細粉儲粉缸(14)和粗粉儲粉缸(15)沿導軌(21)運動。

6.根據權利要求5所述的一種面向微重力真空環境的月球表面原位資源3D打印裝置，其特征在于，所述噴墨3D打印成形單元包括多臺噴墨3D打印機，每臺噴墨3D打印機均配置有儲粉工位，各儲粉工位均通過導軌(21)連通；各軌道運輸車用于將儲存有不同粒徑的細粉儲粉缸(14)和粗粉儲粉缸(15)，連同其各自對應的Z軸直線模組，運送至指定的儲粉工位，以供對應的噴墨3D打印機使用相應粒徑的顆粒進行打印。