[發明專利]液態金屬線圈的制造裝置及制造方法

有效

• 申請號: 202111147900.5
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN114054723B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 張馳舟;周一帆;張延文;韓煜
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B22D27/04
• 分類號: B22D27/04;B22D46/00;H01F41/04
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 曹婷

1.一種液態金屬線圈的制造裝置，包括絕熱層，其特征在于，所述絕熱層內部設有溫控模塊陣列，所述溫控模塊陣列連接有輔助控制系統；

所述溫控模塊陣列包括自上而下設置的導熱層、測溫層、溫控層和散熱層，所述測溫層、所述溫控層和所述導熱層均由M行N列的二維陣列構成，所述測溫層陣列中的每個單元都包括測溫元件，所述溫控層陣列中的每個單元都包括溫控單元；其中，M行N列的溫控模塊陣列中的每個單元由獨立的測溫元件、溫控單元組成，相鄰控溫模塊間采用絕熱材料隔絕；

所述導熱層上設有線圈模具，所述線圈模具的兩端通過微流道夾具與所述導熱層連接，所述線圈模具上設有進出口流道，所述進出口流道處設有泵；

所述線圈模具內設有線圈流道，所述線圈流道的各節點處設有電極對，所述電極對構成電阻抗監控模塊陣列；

所述輔助控制系統包括電源、控制器、第一多路復用器、第二多路復用器、第三多路復用器、第一導線、第二導線和第三導線，所述電源與所述控制器連接，所述控制器與所述第一多路復用器、所述第二多路復用器和所述第三多路復用器都連接；所述第一多路復用器通過所述第一導線與所述測溫層連接，所述第二多路復用器通過所述第二導線與所述溫控層連接，所述第三多路復用器通過所述第三導線與所述電阻抗監控模塊陣列的電極對連接。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述散熱層包括熱管、翅片和風扇，所述翅片分布在所述熱管四周，所述風扇設在所述熱管兩側。

3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述測溫層陣列中的每個單元還包括所述第一導線、第一導熱材料和第一絕熱材料，所述第一導熱材料與所述測溫元件連接，所述第一絕熱材料與所述第一導熱材料連接；

所述第一多路復用器通過所述第一導線與所述測溫元件連接。

4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述溫控單元包括所述第二導線、半導體制冷器、第二導熱材料和第二絕熱材料，所述第二導熱材料與所述半導體制冷器與連接，所述第二絕熱材料與所述第二導熱材料連接；

所述第二多路復用器通過所述第二導線與所述半導體制冷器連接。

5.一種使用如權利要求1-4任一所述的液態金屬線圈的制造裝置的制造方法，其特征在于，包括：

S1：將液態金屬通過泵送入到進出口流道進入到線圈模具；

S2：通過溫控模塊陣列的測溫層獲取當前空間溫度場，再由電阻抗監控模塊陣列獲取當前線圈流道中各節點的凝固曲線；

S3：通過輔助控制系統對當前空間溫度場和凝固曲線進行分析，得到凝固曲線不合理的區域，并傳遞信息至溫控層對溫度場進行對應調整；

S4：重復步驟S2-S3，直至線圈流道中所有節點的凝固曲線趨于平穩；

S5：松開微流道夾具，取下線圈模具，將線圈模具與液態金屬線圈分開，得到凝固狀態下的液態金屬線圈。