[发明专利]制造中金属的磁流体动力沉积

权利要求书

1.一种用于喷射液体金属的喷嘴，该喷嘴包括：

壳体，限定具有进入区域和排出区域的流体腔室的至少一部分；

一个或多个磁体，相对于壳体设置，磁体的磁场被引导穿过壳体；和

电极，在进入区域和排出区域之间限定出流体腔室中的发射腔室的至少一部分，其中至少在基本上位于排出区域的排出孔附近的点，电流可从电极传导到发射腔室，且在基本上位于排出孔附近的点，电流与发射腔室中的磁场交叉，以从排出孔喷射液体金属。

2.如权利要求1所述的喷嘴，其中发射腔室和排出孔之间的流体腔室的容积小于流体腔室总容积的约百分之十。

3.如权利要求1所述的喷嘴，其中发射腔室的容积大于流体腔室总容积的约百分之50。

4.如权利要求1所述的喷嘴，其中流体腔室具有的轴向长度大于约2mm且小于约2cm。

5.如权利要求1所述的喷嘴，其中电极中的至少一个与限定了流体腔室至少一部分的壳体的一部分整体形成，使得所述至少一个电极和限定了流体腔室中的至少一个的壳体的所述部分用相同材料形成。

6.如权利要求5所述的喷嘴，其中电极中的至少一个与至少限定了流体腔室的排出区域的壳体的一部分整体形成，使得所述至少一个电极和限定了排出区域的壳体的所述部分用相同材料形成。

7.如权利要求1所述的喷嘴，其中壳体是导电材料杆，且电流可沿与杆的轴向维度平行的轴线在电极之间传导。

8.如权利要求1所述的喷嘴，其中发射腔室在与液体金属从进入区域朝向排出区域行进的方向垂直的平面中包括大致矩形截面，且来自电极的电流可沿大致矩形截面传导到液体金属中。

9.如权利要求1所述的喷嘴，进一步包括过滤器，其沿流体腔室设置且与排出区域间隔开。

10.如权利要求1所述的喷嘴，其中电极中的至少一个用钽、铌或其组合形成。

11.一种增材制造系统，该系统包括：

喷嘴，包括壳体、一个或多个磁体、和电极，喷嘴限定具有进入区域和排出区域的流体腔室，一个或多个磁体将磁场引导通过壳体，且电极在进入区域和排出区域之间限定流体腔室中的发射腔室的至少一部分，其中电流可从电极传导，使得电流在基本上位于排出区域的排出孔附近的点处与发射腔室中的磁场交叉；

机器人系统，机械地联接到喷嘴；

电源，与电极电连通；和

控制器，与机器人系统和电源电通信，控制器配置为

让机器人系统运动，以沿受控的三维样式定位喷嘴的排出区域，和

基于排出区域沿受控的三维样式的位置，促动电源，以向电极输送脉冲电流，以让液体金属从排出区域喷射，以形成三维物体。

12.如权利要求11所述的系统，其中脉冲电流的频率在排出区域的最大运动速度下小于约5kHz。

13.如权利要求11所述的系统，其中脉冲电流具有基于喷嘴速度的频率。

14.如权利要求11所述的系统，其中脉冲电流具有基于三维样式的一个或多个特征的频率。

15.一种增材制造方法，该方法包括：

在至少部分地通过壳体限定的流体腔室中提供液体金属，流体腔室具有进入区域和排出区域；

引导磁场通过壳体；

让排出区域沿受控的三维样式运动；和

基于排出区域沿受控的三维样式的位置，将脉冲电流传导到进入区域和排出区域之间的流体腔室中的发射腔室中的液体金属，其中脉冲电流的频率小于流体腔室中液体金属的共振频率，且脉冲电流沿与发射腔室中磁场交叉的方向，使得电流脉冲将液体金属从排出区域喷射，以形成三维物体。