[發(fā)明專利]一種熱電偶瞬態(tài)熱流傳感器的3D打印加工裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011415121.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN112677478B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓桂來;姜宗林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): B29C64/20
• 分類號(hào): B29C64/20;B29C64/153;B29C64/295;B29C64/393;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京和信華成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 焦海峰

1.一種熱電偶瞬態(tài)熱流傳感器的3D打印加工裝置，包括對(duì)熱電偶瞬態(tài)熱流傳感器進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)的3D打印機(jī)，其特征在于：所述熱電偶瞬態(tài)熱流傳感器包括正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域和絕緣區(qū)域；

所述3D打印機(jī)包括用于安裝設(shè)備并形成密閉打印空間的打印機(jī)主體（1），并且所述打印機(jī)主體（1）的內(nèi)部安裝有三聯(lián)機(jī)械手（2），所述三聯(lián)機(jī)械手（2）上傾斜安裝有分別用于打印正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域和絕緣層區(qū)域的三聯(lián)燒結(jié)打印器（3），所述打印機(jī)主體（1）的外側(cè)安裝有用于向所述三聯(lián)燒結(jié)打印器（3）分類擠出粉料的粉料供給裝置（4），所述打印機(jī)主體（1）的內(nèi)部安裝有用于配合所述三聯(lián)燒結(jié)打印器（3）打印的溫控基座（5）；

所述打印機(jī)主體（1）的內(nèi)部設(shè)有用于控制所述三聯(lián)機(jī)械手（2）向所述打印機(jī)主體（1）內(nèi)部沿軸向移動(dòng)的機(jī)械手控制模塊（6），并且所述打印機(jī)主體（1）的內(nèi)部安裝有用于控制所述三聯(lián)燒結(jié)打印器（3）燒結(jié)溫度、所述粉料供給裝置（4）擠料壓力和所述溫控基座（5）基座溫度的打印器控制模塊（7），所述機(jī)械手控制模塊（6）通過控制所述三聯(lián)機(jī)械手（2）逐層遞增燒結(jié)路徑的偏移量以控制傳感器逐層燒結(jié)區(qū)域的形變，所述打印器控制模塊（7）通過與所述機(jī)械手控制模塊（6）交互并控制所述三聯(lián)燒結(jié)打印器（3）設(shè)定傳感器逐層燒結(jié)的周期性偏移量形成金屬材料和絕緣材料的強(qiáng)力搭接結(jié)構(gòu)；

所述三聯(lián)燒結(jié)打印器（3）根據(jù)設(shè)定打印路徑在所述溫控基座（5）上打印出熱電偶瞬態(tài)熱流傳感器底層結(jié)構(gòu)，所述三聯(lián)燒結(jié)打印器（3）在打印出的底層結(jié)構(gòu)上的打印路徑整體進(jìn)行橫向偏移，打印出燒結(jié)堆積底層結(jié)構(gòu)上的偏移層結(jié)構(gòu)，偏移層結(jié)構(gòu)在底層結(jié)構(gòu)頂端橫向偏移量設(shè)為A，絕緣層的厚度設(shè)為B，則有A≤B；

所述三聯(lián)燒結(jié)打印器（3）在偏移層逐層打印環(huán)繞層結(jié)構(gòu)，所述環(huán)繞層結(jié)構(gòu)繞層結(jié)構(gòu)繞底層結(jié)構(gòu)的圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的偏移量設(shè)為C，則有C≤B。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱電偶瞬態(tài)熱流傳感器的3D打印加工裝置，其特征在于：所述三聯(lián)燒結(jié)打印器（3）包括設(shè)置在所述三聯(lián)機(jī)械手（2）內(nèi)側(cè)的粉料定量三通閥（31）和步進(jìn)電機(jī)（32），以及安裝在所述三聯(lián)機(jī)械手（2）外側(cè)并與之轉(zhuǎn)動(dòng)連接的打印噴頭盤（33），所述粉料定量三通閥（31）用于向所述打印噴頭盤（33）定量輸送所述粉料供給裝置（4）擠出的三種粉料，所述步進(jìn)電機(jī)（32）用于控制所述打印噴頭盤（33）轉(zhuǎn)動(dòng)并切換打印形態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱電偶瞬態(tài)熱流傳感器的3D打印加工裝置，其特征在于：所述打印噴頭盤（33）包括通過所述步進(jìn)電機(jī)（32）驅(qū)動(dòng)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)并與所述三聯(lián)機(jī)械手（2）轉(zhuǎn)動(dòng)連接的噴頭安裝盤（331），所述噴頭安裝盤（331）上安裝有三組分別用于打印傳感器的正極區(qū)域、負(fù)極區(qū)域和絕緣層區(qū)域的打印噴頭機(jī)構(gòu)（332），并且三組所述打印噴頭機(jī)構(gòu)（332）的外側(cè)安裝有用于逐級(jí)散熱的散熱鰭管（333）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種熱電偶瞬態(tài)熱流傳感器的3D打印加工裝置，其特征在于：所述打印噴頭機(jī)構(gòu)（332）包括尾端限位插入所述散熱鰭管（333）的折角導(dǎo)熱筒（3321），并且所述折角導(dǎo)熱筒（3321）的尾端連接有穿過所述噴頭安裝盤（331）并連通至所述粉料定量三通閥（31）的粉料軟管（3322），所述粉料定量三通閥（31）通過連通的所述粉料軟管（3322）輸送任意一種粉料，所述折角導(dǎo)熱筒（3321）的頂端安裝有對(duì)粉料進(jìn)行加熱融化的加熱組件（3323），并且所述加熱組件（3323）上安裝有與之配合融化粉料并擠出融化粉料的粉料擠出頭（3324）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種熱電偶瞬態(tài)熱流傳感器的3D打印加工裝置，其特征在于：所述加熱組件（3323）包括固定安裝所述折角導(dǎo)熱筒（3321）和所述粉料擠出頭（3324）的導(dǎo)熱安裝塊（33231），并且所述導(dǎo)熱安裝塊（33231）上安裝有用于對(duì)所述粉料擠出頭（3324）內(nèi)部粉料進(jìn)行加熱融化的加熱棒（33232），并且所述導(dǎo)熱安裝塊（33231）上安裝有用于檢測(cè)并控制所述加熱棒（33232）加熱溫度的溫控單元（33233）。