[发明专利]3D打印装置

说明书

本发明提供一种3D打印装置，包括外壳，设置在外壳内的坩埚，固定在外壳顶部并密封坩埚的盖板，与坩埚连通的液体输送装置和压力输送装置，固定在外壳底部的外喷嘴，控制坩埚内液体温度的第一温度控制装置，以及工控装置；还包括设置在外喷嘴内靠近出口处的第二热电偶和第二加热器，以及与第二热电偶和第二加热器电连接的第二温度控制仪；外喷嘴内还设置有滑块，滑块与第一电机连接，能够在第一电机的带动下打开或关闭出口，第一电机与工控装置电连接。其利用加热器加热使集中液流处于高温状态，避免液体冷却凝固堵塞喷嘴出口，气膜通道约束集中液流，避免其与喷嘴接触，进一步防止喷嘴堵塞。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，特别是涉及一种3D打印装置。

背景技术

3D(Three-dimensional，三维)打印，又称增材制造，通过将三维模型离散为二维截面，采用逐层堆积的方法制备零件，无需使用模具，且克服传统加工方法的限制，能够制造出结构复杂的零件。特别是对于在航空航天应用广泛的钛合金、高温合金而言，采用增材制造的方法可以制造出传统加工方法无法制备的结构优化件，不仅减轻整体重量，提升效率，更有助于节约国家重要的战略资源。

目前，增材制造主要采用激光、电子束、紫外光等高能热源烧结或熔覆成型的方法。烧结的方法能够获得精度较高、结构复杂的零件；熔覆成型的方法能够获得大尺寸具有一定结构复杂度的零件，且金属零件的力学性能已接近锻件标准。但此类方法对材料存在较大的限制，要求金属或树脂粉末必须是一定尺寸范围的球形粉末，粉末材料的价格是传统材料价格的数倍之多，加上获取高能热源的高昂代价使得制造成本很高。此外，由于采用逐点堆积成型的方法，该方法的成型效率较低。

为突破材料限制，直接将原材料熔化后进行成型的方法主要有喷射沉积技术与熔滴喷射技术。但喷射沉积技术所能获得的零件形状比较简单；熔滴喷射技术存在熔滴喷嘴较难控制的缺点，且制备的零件内存在少量孔洞，力学性能不高。对于熔点较高或者易凝固的溶液而言，此类方法存在喷嘴容易堵塞的缺点。

发明内容

针对高熔点或易凝固的溶液易堵塞喷嘴的问题，有必要提供一种能够有效避免堵塞喷嘴，且增材制造效率高、对材料形状没有限制的3D打印装置。

为达到发明目的，本发明提供一种3D打印装置，包括外壳，设置在所述外壳内的坩埚，固定在所述外壳顶部并密封所述坩埚的盖板，与所述坩埚连通的液体输送装置和压力输送装置，固定在所述外壳底部的外喷嘴，控制所述坩埚内液体温度的第一温度控制装置，以及工控装置；

还包括控制所述外喷嘴温度的第二温度控制装置，所述第二温度控制装置包括设置在所述外喷嘴内靠近出口处的第二热电偶和第二加热器，以及与所述第二热电偶和所述第二加热器电连接的第二温度控制仪；

所述外喷嘴内还设置有滑块，所述滑块与第一电机连接，能够在所述第一电机的带动下打开或关闭所述外喷嘴的所述出口，且所述第一电机与所述工控装置电连接。

作为一种可实施例，所述外壳上设置有进气孔，所述外壳的内壁中设置有第一气体输送通道，所述第一气体输送通道与所述进气孔连通；

所述坩埚底部设置有内喷嘴，所述内喷嘴的外壁和所述外喷嘴的内壁之间形成有第二气体输送通道；

所述第一气体输送通道和所述第二气体输送通道连通构成气膜通道。

作为一种可实施例，所述第一温度控制装置包括第一热电偶，第一加热器和第一温度控制仪；

所述第一热电偶设置在所述坩埚和所述外喷嘴之间，所述第一加热器设置在所述外壳和所述坩埚之间，所述第一温度控制仪与所述第一热电偶和所述第一加热器电连接。

作为一种可实施例，所述第一加热器环绕围设在所述坩埚周围，并固定设置在所述盖板上。

作为一种可实施例，还包括回收装置；