[發明專利]一種針尖放電金屬粉體3D打印機及方法

在審

• 申請號: 202010129073.6
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113319279A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 楊武保;楊以杰
• 申請（專利權）人: 安世亞太科技股份有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 北京智為時代知識產權代理事務所(普通合伙) 11498
• 代理人: 王加嶺;楊靜

1.一種針尖放電金屬粉體3D打印機，包括打印基板，在所述打印基板上鋪設金屬粉體進行3D打印，其特征在于，還包括針尖和針尖基體，所述針尖與針尖基體導電連接，所述針尖與所述金屬粉體之間存在放電間隙，形成等離子體放電區，用于加熱熔融所述金屬粉體；還包括放電電源，所述放電電源分別與所述打印基板和所述針尖導電連接。

2.根據權利要求1所述的針尖放電金屬粉體3D打印機，其特征在于，還包括密封腔體，所述針尖放電金屬粉體3D打印機位于所述密封腔體內。

3.根據權利要求1所述的針尖放電金屬粉體3D打印機，其特征在于，所述金屬粉體的粒徑為0.01～10μm。

4.根據權利要求1所述的針尖放電金屬粉體3D打印機，其特征在于，所述針尖的直徑為0～10μm。

5.根據權利要求1所述的針尖放電金屬粉體3D打印機，其特征在于，所述針尖基體長度為0.1～20mm。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的針尖放電金屬粉體3D打印機，其特征在于，所述針尖和/或針尖基體為具有良好導電且高耐熱的金屬或合金材料。

7.根據權利要求1或2所述的針尖放電金屬粉體3D打印機，其特征在于，所述放電間隙的寬度為0.01～100μm。

8.根據權利要求1或2所述的針尖放電金屬粉體3D打印機，其特征在于，所述放電電源為直流或脈沖電源；所述放電電源的功率為0.1mW～100W，且連續可調。

9.一種利用權利要求1至8中任一項所述的針尖放電金屬粉體3D打印機進行3D打印的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟一、對所述密封腔體抽真空，在所述密封腔體內充入保護氣體，壓強為0.001～1000Pa；

步驟二、首層打印：a、在所述打印基板上鋪設所述金屬粉體；b、啟動所述針尖使所述放電間隙調節到位；c、啟動所述放電電源工作，所述針尖與所述金屬粉體間形成放電等離子體；d、與所述針尖最近，形成直接放電電極的所述金屬粉體被熔融并與所述打印基板粘接；e、所述針尖與所述打印基板之間相對位移，到下一個打印點；f、繼續b～d過程，直到所述首層打印層完成；

步驟三、所述首層打印完成后，所述打印基板與所述針尖之間進行相對位移，使得已完成的打印層的高度處于所述打印基板表面的高度，然后重復步驟二，完成新的一層打印，直到獲得最終打印產品；

步驟四、將所述打印產品從所述打印基板剝離，完成3D打印。

10.根據權利要求9所述的針尖放電3D打印方法，其特征在于，步驟二和/或步驟三所述的相對位移過程中，所述針尖與所述金屬粉體之間終止放電，或者僅維持不會導致所述金屬粉體熔融的弱放電。

11.根據權利要求9所述的針尖放電3D打印方法，其特征在于，步驟二和/或步驟三所述的相對位移過程中，所述針尖與所述金屬粉體之間的間隙保持在原來寬度，或者抬高到寬于原來寬度1倍以上的安全寬度，位移的步長為0.01～100μm。