[发明专利]一种用于热固性形状记忆聚合物在轨4D打印的装置

说明书

本发明公开一种用于热固性形状记忆聚合物在轨4D打印的装置，涉及打印技术领域，解决现有4D打印装置无法在轨工作的问题，包括打印平台；打印喷头，适于喷出热固性材料；驱动装置，驱动装置连接打印喷头并驱动打印喷头喷出热固性材料，驱动装置为压电式振动装置；送料装置，送料装置包括注射泵，并通过送料管连接打印喷头；固化装置，固化装置与打印喷头固定连接，固化装置实时加热打印喷头喷出至打印平台上的热固性材料；三轴运动装置，带动打印喷头、固化装置和打印平台在三维方向进行移动。本发明的一种用于热固性形状记忆聚合物在轨4D打印的装置，克服了失重环境无法打印的问题，提高了空间站的灵活性，有效减少空间站对于地面供给的依赖。

技术领域

本发明涉及打印技术领域，具体涉及一种用于热固性形状记忆聚合物在轨4D打印的装置。

背景技术

热固性材料由于具有抗氧化、抗辐射、性能稳定等优点，被广泛应用于航天领域。目前，热固性材料的打印方法主要依赖于立体光固化成型，该成型方式通过激光固化液态光敏树脂表层，然后制作平台下降一定的距离，再固化下一层光敏树脂，如此反复形成最终产品，在打印时需要打印平台与树脂槽直接接触，并且液态光敏树脂需要跟随打印平台逐渐下降保证激光能不断固化上表面的光敏树脂，但是该方法不适合于太空中微重力的极端环境，在微重力下光敏树脂较难跟随打印装置向下移动。目前，4D打印是在3D打印的基础上增加一个时间维度而形成的新技术，使打印出的形状记忆聚合物产品在特定激励下实现自驱动或自变形，制备出的形状记忆聚合物产品可作为功能件来代替复杂的机电结构，然而目前自驱动或自变形的形状记忆产品均为地面制备运输到在轨航天器内，目前尚未有在轨4D打印装置的报道。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种用于热固性形状记忆聚合物在轨4D打印的装置，包括

打印平台；

打印喷头，适于喷出热固性形状记忆聚合物至打印平台上；

驱动装置，所述驱动装置连接所述打印喷头并驱动所述打印喷头喷出所述热固性形状记忆聚合物，所述驱动装置为压电式振动装置；

送料装置，所述送料装置包括注射泵，所述注射泵通过送料管连接所述打印喷头，所述注射泵、所述送料管与所述打印喷头密封连接；

固化装置，所述固化装置与所述打印喷头固定连接，所述固化装置实时加热所述打印喷头喷出至所述打印平台上的所述热固性形状记忆聚合物；

三轴运动装置，带动所述打印喷头、所述固化装置和所述打印平台在三维方向进行移动。

进一步的，所述打印喷头的侧面设有螺纹进料孔，所述送料管的接头与所述打印喷头螺纹连接。

进一步的，所述打印喷头的喷嘴口径可调节。

进一步的，所述三轴运动装置包括X轴、Y轴与Z轴运动装置，所述X轴运动装置与所述Z轴运动装置带动所述打印喷头移动，所述Y轴运动装置带动所述打印平台移动。

进一步的，所述驱动装置通过喷头连接块连接所述打印喷头，所述驱动装置、所述喷头连接块与所述打印喷头均密封连接，所述喷头连接块内设有适于贯通所述驱动装置与所述打印喷头的连接腔，所述喷头连接块上设有单向阀，所述连接腔通过所述单向阀连通所述喷头连接块的外部。

进一步的，所述固化装置跟随所述打印喷头共同移动。

进一步的，所述固化装置包括激光发射器，所述激光发射器对焦至所述打印平台上由所述打印喷头喷出的所述热固性形状记忆聚合物。

进一步的，所述送料装置包括至少两个注射泵，其中一个注射泵用于装载固化剂，另一个注射泵用于装载热固性材料。