[發明專利]一種等離子協同超聲輔助增材制造裝置及方法

在審

• 申請號: 202310026944.5
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN116160680A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 范聰澤;單忠德;丁學軍;宋文哲;鄭菁樺;陳意偉;王靖軒;朱許君;崔世超
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京長江工業技術研究院有限公司
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/209;B29C64/241;B33Y30/00;B29C64/307;B33Y40/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 薛雨妍

1.一種等離子協同超聲輔助增材制造裝置，包括超聲裝置（1）、自動旋轉裝置（2）、打印噴頭（3）、等離子裝置（4）和固定裝置（5），其特征在于：自動旋轉裝置（2）包括電機和齒輪（503），其中電機端部連接有齒輪（503），固定裝置（5）有三個環形開孔，從左至右依次為超聲裝置固定環（501）、打印噴頭固定環（504）和等離子裝置固定環（505）；打印噴頭固定環（504）外側裝有與所述齒輪（503）嚙合的齒圈；固定裝置（5）中間端裝有與所述齒輪（503）相互嚙合的內齒輪（502）。

2.根據權利要求1所述的一種等離子協同超聲輔助增材制造裝置，其特征在于：所述齒輪（503）分別與打印噴頭固定環（504）外的齒圈嚙合且與內齒輪（502）內嚙合，通過打印路徑程序輸入控制電機轉動，打印噴頭固定裝環（504）固定不動，外部連接固定超聲裝置（1）和等離子裝置（4）跟隨轉動，實現等離子裝置（4）始終位于打印路徑方向前側，超聲裝置（1）始終位于打印路徑方向后側。

3.根據權利要求1所述的一種等離子協同超聲輔助增材制造裝置，其特征在于：所述固定裝置（5）中的超聲裝置固定裝置（501）和等離子裝置固定裝置（505）均可調整固定位置，分別控制超聲噴頭（6）和等離子噴頭（7）與打印層的距離。

4.根據權利要求1所述的一種等離子協同超聲輔助增材制造方法，其特征在于：包括如下步驟：

（a）調整固定位置，包括超聲噴頭（6）和等離子噴頭（7）與打印基板的距離；

（b）開啟等離子裝置，調整功率，開啟超聲裝置，調整頻率；

（c）開始打印，根據打印路徑方向，實時自動旋轉，始終保持等離子處理打印上一層，超聲處理打印層；

（d）打印完成后，等待樣品冷卻，取樣。

5.根據權利要求4所述的一種等離子協同超聲輔助增材制造方法，其特征在于：打印所用絲材包括短纖維和連續纖維增強樹脂基復合材料絲材。

6.根據權利要求4所述的一種等離子協同超聲輔助增材制造方法，其特征在于：打印所用纖維包括碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維等等，所用樹脂為聚乳酸、聚醚醚酮等熱塑性樹脂。

7.根據權利要求4所述的一種等離子協同超聲輔助增材制造方法，其特征在于：超聲裝置（1）和等離子裝置（4）的參數可以根據不同的打印材料和打印參數進行調整。