[发明专利]一种打印用材料及打印装置

说明书

本发明提供一种打印用材料和相应的打印装置。所述材料为纳米液态金属，由金属粒子与液态成分混合而成；其中，所述金属粒子具有纳米等级的粒子宽度。本发明所述的打印材料及打印装置有效地解决了传统热塑性材料在3D打印塑型后硬度不足、不易形成复杂构型、需要后制加工处理等缺点。

技术领域

本发明涉及快速成型领域，具体涉及一种用于打印的材料及应用该材料的打印装置。

背景技术

在传统工业和/或民生等产品的制造过程中，无论是主体构造还是内部零件，都需先通过模具的塑模才能成型，然后再经由脱模等一连串制程才能生产出所需的构件。然而，众所周知的，模具本身的制造成本高昂，且铸模至脱模及最后成型等工序耗时繁琐，不利于制造方的成本控制。

近年逐渐盛行的“快速成型技术”，是藉由计算机控制与管理下，采用材料精确堆积的方式，即由点沉积成面，由面沉积成3D，最后生成实体。该技术的原理和3D打印相同，均为将一定厚度的材料反复打印在平台上，循环往复，直到生成整个成型件，在成型过程中无需模具的辅助，且对于小规模生产能大幅降低制造成本。

常见的快速成型技术的材料有塑料、陶瓷、树脂或金属。然而，由于这些材料的材料特性的因素，在快速成型技术塑型后获得的立体成型对象，容易呈现出梯形或边角状的非平整外观，这种问题在弯曲面上显得尤为突出。并且，由于这些材料较为柔软，因此不能形成复杂的形状。此外，通过这些材料所形成的对象在强度远远低于传统的模具塑型。

目前，虽然已研发出用金属材料用于快速成型技术。然而，传统的金属材料在沉积方式成型后，存在不耐腐蚀且硬度不够强的问题，容易破裂；再者，传统金属打印时，是通过加热打印头熔融金属，这会导致打印头极易损坏，必须经常更换，无疑造成生产及控制成本大幅提升。

针对上述存在的技术问题，我们需要一种新的淡用于快速成型技术的打印材料及相对应的打印设备。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种打印用材料，所述材料为纳米液态金属，由金属粒子与液态成分混合而成；其中，所述金属粒子具有纳米等级的粒子宽度。

在本发明一实施例中，由锆、镍、铝、铜或钛中的一种或几种混合组成所述金属粒子，或者由含有锆、镍、铝、铜或钛中几种元素的合金组成所述金属粒子。

在本发明一实施例中，所述液态成分为金属稳定剂。所述金属稳定剂是指含有金属化合物的稳定剂，例如但不限于金属皂类稳定剂或锡类稳定剂等市售产品。

本发明还提供一种打印装置，所述打印装置包括：一打印模块，所述打印模块包括至少一喷头，所述打印模块的一端连接有至少一原料供应管，所述原料供应管内填充有打印材料；以及，一加温平台，所述加温平台位于所述喷头的下方，用以承接由所述喷头喷出的所述打印材料；其中，所述打印材料为上述纳米液态金属，所述纳米液态金属由金属粒子与液态成分混合而成；并且，所述加温平台在承接所述纳米液态金属之前，先行加热至一指定温度并保温至液态金属的液态成分蒸发，以使得所述金属粒子在所述加温平台上成型。

在本发明一实施例中，所述加温平台包括一金属板及一贴合于所述金属板的电路板，所述电路板上布设有数个金属导线，所述金属导线藉由电流导通加热，使所述金属板达到所述指定温度。

在本发明一实施例中，所述打印装置设置于一处理腔室内，所述处理腔室内安装有一降温装置，所述降温装置用于抽送出所述处理腔室内部因所述加温平台产生的高温热气，并将外部空气送入所述处理腔室内。

在本发明一实施例中，所述至少一喷头具有一喷嘴，所述喷嘴的径向宽度小于或等于30微米。

在本发明一实施例中，所述加温平台在所述纳米液态金属地成型过程中进行纵向位移，所述位移地单位距离为0.1毫米。

在本发明一实施例中，所述至少一喷头为压电式喷头。