基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統技術方案

本發明專利技術涉及一種基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統，包括：加熱融化系統、流體輸送系統、偏轉系統、運動平臺系統、計算機控制系統及溫控系統；所述加熱融化系統、所述流體輸送系統及所述偏轉系統依次串行連接以依次完成對原材料的進料、融化、流體化及對流體偏轉的操作；所述計算機控制系統分別連接所述加熱融化系統、所述流體輸送系統、所述偏轉系統、所述運動平臺系統及所述溫控系統以實現對所述加熱融化系統、所述流體輸送系統、所述偏轉系統、所述運動平臺系統及所述溫控系統的分別控制；所述溫控系統連接所述加熱融化系統、流體輸送系統及所述運動平臺系統以對所述原材料加工過程中進行溫度控制以及對成形產品過程中的溫度控制。

3D printing system for conductive fluid based on magnetic deflection

The invention relates to a conductive fluid 3D printing system, including: magnetron deflection based melting system, fluid conveying system, deflection system, motion system, computer control system and temperature control system; the heating system, melt fluid conveying system and the deflection system are connected in serial followed by the completion of raw materials the feeding, melting, fluid and operation of fluid deflection; the computer control system are respectively connected with the heating system, melting the fluid conveying system, the deflection system, the motion platform system and the temperature control system to achieve the control of respectively the heating melting system, fluid a conveying system, the deflection system, the motion platform and the temperature control system; the temperature control system is connected with the heating melting system, fluid conveying system. The motion platform system is used to control temperature in the processing of the raw material and to control temperature in the forming process of the product.

【技術實現步驟摘要】
基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統
本專利技術屬于3D打印
，具體涉及一種基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統。
技術介紹
3D打印技術出現在20世紀80年代中期，可以根據計算機中的三維模型通過增加材料過程得到三維實體，因而在行業內也被稱為增材制造?？捎玫牟牧戏N類比較廣泛，包括金屬、聚合物、陶瓷、建筑材料、可食用材料等；原料的形態也具有多種形態，包括塊料、粉末、絲材、薄片、液體等。成形過程一般為逐層制造，利用物理、化學等方式將材料選擇性的結合在一起。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件被應用在醫療、工業等領域。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車、航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。當前3D打印技術可以制造的導電材料主要是金屬材料，而金屬的加工工藝主要采用粉末(約占市場的60%)；其余的工藝包括金屬絲和金屬薄片。這些材料本身成本遠高于塊狀材料，比如金屬粉末的材料一般為塊狀材料10倍以上；同時由于成形速度慢，整體成形工藝的成本很高，極大的限制了3D打印金屬工藝的規?；a、應用。而航天航空、汽車、醫療等領域對金屬3D打印的需求在不斷地增長。在保持3D打印工藝的前提下，如何能夠提高速度、降低成本并更大程度的滿足這些產業需求成為迫切需要解決的問題。
技術實現思路
為了解決現有技術中存在的上述問題，本專利技術提供了一種基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統。本專利技術的一個實施例提供了一種基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統10，包括：加熱融化系統11、流體輸送系統12、偏轉系統13、運動平臺系統14、計算機控制系統15及溫控系統16；其中，所述加熱融化系統11、所述流體輸送系統12及所述偏轉系統13依次串行連接以依次完成對原材料的進料、融化、流體化及對流體偏轉的操作；所述計算機控制系統分別連接所述加熱融化系統11、所述流體輸送系統12、所述偏轉系統13、所述運動平臺系統14及所述溫控系統以實現對所述加熱融化系統11、所述流體輸送系統12、所述偏轉系統13、所述運動平臺系統14及所述溫控系統16的分別控制；所述溫控系統16連接所述加熱融化系統11、流體輸送系統12及所述運動平臺系統14以對所述原材料加工過程中進行溫度控制以及對成形產品過程中的溫度控制。在本專利技術的一個實施例中，所述加熱融化系統11包括一個或者多個儲料室111和設置在所述儲料室內的加熱裝置。在本專利技術的一個實施例中，所述儲料室111中的原材料為塊狀、粉末狀的金屬、鹽類或者導電有機物。在本專利技術的一個實施例中，所述加熱裝置為電阻式加熱裝置或者感應式加熱裝置。在本專利技術的一個實施例中，所述流體輸送系統12包括進氣裝置、流體輸出裝置及聚焦裝置；其中，所述進氣裝置包括氣泵121、氣壓計122、氣體閥123及分閥門124；所述氣體閥123連接所述氣泵121，用于將所述氣泵121產生的氣體分配至不同的所述儲料室111，所述分閥門124與所述儲料室111一一對應設置以控制進入對應所述儲料室111的氣流；所述氣壓計122設置在所述氣泵121與所述氣體閥123之間以監測所述氣泵121產生的氣體壓強值；所述流體輸出裝置包括液體閥125和噴嘴126，所述液體閥125連接于所述儲料室111的出料口和所述噴嘴126之間，完成所述原材料形成的流體的輸出；所述聚焦裝置127設置于所述噴嘴126處用于減小所述流體的液流橫截面。在本專利技術的一個實施例中，所述偏轉系統13包括電控制裝置及磁偏轉裝置；其中，所述電控制裝置包括導電部件、電流源131和接地端132；所述導電部件位于所述流體輸送系統12的噴嘴126位置處用于對流體進行導電化處理形成導電流體；所述電流源131連接所述導電部件，所述接地端132設置于所述運動平臺系統14的成形平臺141處，以使所述電流源131、所述導電部件、所述導電流體、所述成形平臺141之間形成電性閉合回路；所述磁偏轉裝置包括磁偏轉線圈133，設置于靠近所述噴嘴126處，以在所述噴嘴126處形成磁場。在本專利技術的一個實施例中，所述計算機控制系統15通過調節所述電流源131的電流和所述磁偏轉線圈133的磁場以改變流體的偏轉方向。在本專利技術的一個實施例中，所述運動平臺系統14包括成形平臺141和運動控制機構142；所述成形平臺141在所述運動控制機構142驅動下進行多方位的移動。在本專利技術的一個實施例中，所述運動控制機構142為多軸數控機構，由所述多軸數控機構控制所述成形平臺141上下左右平動或旋轉運動。在本專利技術的一個實施例中，所述溫控系統16包括原材料溫控裝置161、噴嘴溫控裝置162和成形平臺溫控裝置163；其中，所述原材料溫控裝置161設置于所述加熱融化系統11的所述儲料室111側壁位置處用于監測并控制所述儲料室111中原材料融化的溫度；所述噴嘴溫控裝置162設置于所述流體輸送系統12的所述噴嘴126位置處用于監測并控制所述噴嘴126處流體的溫度；所述成形平臺溫控裝置163設置于所述運動平臺系統14的所述成形平臺141位置處用于監測并控制所述成形平臺141處的成形產品的冷凝溫度。本專利技術實施例，通過對原材料加熱生成流體，并通過所述磁控偏轉系統完成對流體的偏轉控制，從而完成3D打印。采用本方法的原材料不受原材料形狀限制，且原材料可配比，實現從單一材料到梯度材料的打印，因此該磁控偏轉的導電流體3D打印系統具有原材料成本低，制作速度快，可制造功能性梯度材料等特點。附圖說明圖1為本專利技術實施例提供的一種基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統的結構框圖；圖2為本專利技術實施例提供的一種基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統的結構示意圖；圖3為本專利技術實施例提供的一種基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統的磁偏轉原理示意圖。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術做進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例一請參見圖1，圖1為本專利技術實施例提供的一種基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統的結構框圖，該基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統包括：加熱融化系統11、流體輸送系統12、偏轉系統13、運動平臺系統14、計算機控制系統15及溫控系統16；其中，加熱融化系統11、流體輸送系統12及偏轉系統13依次串行連接以依次完成對原材料的進料、融化、流體化及對流體偏轉的操作；計算機控制系統分別連接加熱融化系統11、流體輸送系統12、偏轉系統13、運動平臺系統14及溫控系統以實現對加熱融化系統11、流體輸送系統12、偏轉系統13、運動平臺系統14及溫控系統16的分別控制；溫控系統16連接加熱融化系統11、流體輸送系統12及運動平臺系統14以對原材料加工過程中進行溫度控制以及對成形產品過程中的溫度控制。其中，加熱融化系統11、流體輸送系統12、偏轉系統13、運動平臺系統14、及溫控系統16都可以處于工作腔中且在保護氣氛下工作；本實施例中，請參見圖2，圖2為本專利技術實施例提供的一種基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統的結構示意圖。加熱融化系統11包括一個或者多個儲料室111和設置在儲料室內的加熱裝置。本實施例中，儲料室111中的原材料為塊狀本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統(10)，其特征在于，包括：加熱融化系統(11)、流體輸送系統(12)、偏轉系統(13)、運動平臺系統(14)、計算機控制系統(15)及溫控系統(16)；其中，所述加熱融化系統(11)、所述流體輸送系統(12)及所述偏轉系統(13)依次串行連接以依次完成對原材料的進料、融化、流體化及對流體偏轉的操作；所述計算機控制系統(15)分別連接所述加熱融化系統(11)、所述流體輸送系統(12)、所述偏轉系統(13)、所述運動平臺系統(14)及所述溫控系統以實現對所述加熱融化系統(11)、所述流體輸送系統(12)、所述偏轉系統(13)、所述運動平臺系統(14)及所述溫控系統(16)的分別控制；所述溫控系統(16)連接所述加熱融化系統(11)、流體輸送系統(12)及所述運動平臺系統(14)以對所述原材料加工過程中進行溫度控制以及對成形產品過程中的溫度控制。

【技術特征摘要】
1.一種基于磁控偏轉的導電流體3D打印系統(10)，其特征在于，包括：加熱融化系統(11)、流體輸送系統(12)、偏轉系統(13)、運動平臺系統(14)、計算機控制系統(15)及溫控系統(16)；其中，所述加熱融化系統(11)、所述流體輸送系統(12)及所述偏轉系統(13)依次串行連接以依次完成對原材料的進料、融化、流體化及對流體偏轉的操作；所述計算機控制系統(15)分別連接所述加熱融化系統(11)、所述流體輸送系統(12)、所述偏轉系統(13)、所述運動平臺系統(14)及所述溫控系統以實現對所述加熱融化系統(11)、所述流體輸送系統(12)、所述偏轉系統(13)、所述運動平臺系統(14)及所述溫控系統(16)的分別控制；所述溫控系統(16)連接所述加熱融化系統(11)、流體輸送系統(12)及所述運動平臺系統(14)以對所述原材料加工過程中進行溫度控制以及對成形產品過程中的溫度控制。2.根據權利要求1所述的系統(10)，其特征在于，所述加熱融化系統(11)包括一個或者多個儲料室(111)和設置在所述儲料室內的加熱裝置。3.根據權利要求2所述的系統(10)，其特征在于，所述儲料室(111)中的原材料為塊狀、粉末狀的金屬、鹽類或者導電有機物。4.根據權利要求2所述的系統(10)，其特征在于，所述加熱裝置為電阻式加熱裝置或者感應式加熱裝置。5.根據權利要求1所述的系統(10)，其特征在于，所述流體輸送系統(12)包括進氣裝置、流體輸出裝置及聚焦裝置；其中，所述進氣裝置包括氣泵(121)、氣壓計(122)、氣體閥(123)及分閥門(124)；所述氣體閥(123)連接所述氣泵(121)，用于將所述氣泵(121)產生的氣體分配至不同的所述儲料室(111)，所述分閥門(124)與所述儲料室(111)一一對應設置以控制進入對應所述儲料室(111)的氣流；所述氣壓計(122)設置在所述氣泵(121)與所述氣體閥(123)之間以監測所述氣泵(121)產生的氣體壓強值；所述流體輸出裝置包括液體閥(125)和噴嘴(126)，所述液體閥(125)連接于所述儲料室(111)的出料口和所述噴嘴(126...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張靖，
申請(專利權)人：張靖，
類型：發明
國別省市：陜西,61