[发明专利]金属微滴轨道控向三维打印成形装置及方法

权利要求书

1.一种金属微滴轨道控向三维打印成形装置，包括金属微滴喷射装置（1）和喷嘴（2），金属微滴喷射装置（1）通过喷嘴（2）喷出金属微滴（3），其特征在于：还包括导向块（4）、导轨（5）、连接轴（6）、弹簧（7）、固定轴（8）、固定块（9）、吸合器（10）、浮动块（11）、导向连杆（12）、旋转轮（13）、步进电机（14）和角度标尺（15）组成的微滴轨道控向装置，微滴轨道控向装置通过固定轴（8）连接到金属微滴喷射装置（1）上；微滴轨道控向装置上的浮动块（11）通过连接轴（6）与固定块（9）连接，弹簧（7）与连接轴（6）同轴；浮动块（11）下连接导向块（4）和角度标尺（15）；导向块（4）上有导轨（5）；导向块（4）通过导向连杆（12）与旋转轮（13）连接，旋转轮（13）与步进电机（14）的轴连接；吸合器（10）工作时，浮动块（11）与固定块（9）合并，金属微滴（3）直接喷射到其下的导向块（4）上的导轨（5）中，并在其中转变前进的方向；导向块（4）通过导向连杆（12）在旋转轮（13）、步进电机（14）的带动下旋转，其旋转后与水平方向的夹角α由角度标尺（15）显示，夹角α正比于步进电机（14）转过的角度ω；当吸合器（10）不工作时，浮动块（11）由弹簧（7）推动与固定块（9）分离，此时金属微滴（3）直接进行堆积。

2.根据权利要求1所述的金属微滴轨道控向三维打印成形装置，其特征在于：所述导轨（5）的材料是陶瓷材料。

3.一种采用权利要求1所述装置的金属微滴轨道控向三维打印成形方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，吸合器（10）不工作时，浮动块（11）由弹簧（7）推动与固定块（9）分离，此时金属微滴（3）直接打印到基板上；

步骤二，进行可控定向堆积时，吸合器（10）工作，浮动块（11）与固定块（9）合并，金属微滴（3）喷射在其下的导向块（4）上的导轨（5）中，其前进方向顺着导轨（5）改变；

步骤三，导轨（5）水平时，金属微滴（3）前进的方向顺着导轨（5）的弧线变化，最终变为导轨末端的方向，并堆积于基板或是已凝固的金属微滴（3）上；

在堆积以后，基板向后移动一个设定的堆积距离，然后继续堆积金属微滴以成形出悬臂、大倾斜角度斜面或曲面结构；

步骤四，浮动块（11）与固定块（9）合并，浮动块（11）下的导向块（4）通过导向连杆（12）和旋转轮（13）与步进电机（14）连接，在步进电机（14）的作用下旋转角度α，金属微滴（3）通过导向块（4）上导轨（5）后改变其堆积的方向，最终逐层堆积出复杂结构金属件。