[发明专利]一种基于电化学反应的金属3D打印机及其打印方法

权利要求书

1.一种基于电化学反应的金属3D打印机，其特征在于，包括：打印基台、控制终端、电解液池、输液管道、液压控制阀、打印头部件、阳极料棒、电源输出器、打印头运动控制支架及电解液；

所述打印基台与电源输出器的阴极相连，打印基台用于为打印零件提出基础打印平台，控制终端用于对打印数据进行处理并控制打印头运动控制支架的三维运动，以及通过对液压控制阀的控制来维持电解液供给的稳定，电解液池用于存储电解液，输液管道的一端与电解液池连通，输液管道的另一端与液压控制阀连通，液压控制阀与打印头部件相连，液压控制阀用于在控制终端的控制下维持打印头部件稳定的电解液供给，打印头部件固定于打印头运动控制支架上用于在打印过程中，为打印零件提供供给量稳定的电解液，阳极料棒设于打印头部件内且与电源输出器的阳极相连，阳极料棒用于在电化学反应作用下，为电解液提供充足的金属阳离子，使电解液中的金属阳离子始终处于饱和状态，打印头运动控制支架用于在控制终端的控制下，带动固定在其上的打印头部件按预设做出三维运动；所述打印零件倒挂于打印基台上；所述打印基台表面设有若干防脱微孔；所述电解液为挥发性电解液，其挥发速度慢于电化学反应速度。

2.根据权利要求1所述的一种基于电化学反应的金属3D打印机，其特征在于，所述打印头部件内设有电解液储盒，所述阳极料棒 整体或部分浸泡在所述电解液储盒内。

3.根据权利要求1所述的一种基于电化学反应的金属3D打印机，其特征在于，所述打印头部件与电解液直接接触的部分是由绝缘材料制成。

4.根据权利要求3所述的一种基于电化学反应的金属3D打印机，其特征在于，所述绝缘材料为玻璃、陶瓷或高分子化合物。

5.根据权利要求1所述的一种基于电化学反应的金属3D打印机，其特征在于，所述阳极料棒 的材料为与打印零件相同的金属或合金材料。

6.根据权利要求1所述的一种基于电化学反应的金属3D打印机，其特征在于，所述控制终端为计算机。

7.一种基于电化学反应的金属3D打印方法，其特征在于，由权利要求1至6中任一所述的一种基于电化学反应的金属3D打印机实现，包括以下步骤：

A.控制终端控制打印头运动控制支架开始动作，使打印头运动控制支架带动打印头部靠近打印基台；

B.在打印头部件上的喷嘴头部与打印基台上的打印起始点x、y坐标吻合，且z坐标距离该打印起始点一定距离时，控制终端控制液压控制阀，使液压控制阀对打印头部件内的电解液施压，使电解液通过打印部件内的供料管道涌入打印部件的喷嘴开口处，并在开口处形成一微小电解液珠；

C.打印头部件在打印头运动控制支架的带动下，继续在z方向上靠近打印基台，直至喷嘴开口上的电解液珠与打印基台接触；

D.打印头运动控制支架在控制终端的控制下，带动打印头部件按打印零件的此层构架开始进行x、y方向移动；

E.打印头部件上的喷嘴开始持续供应电解液，电解液的供应量在控制终端与液压控制阀的共同控制下，保持稳定，使电解液在自身表面张力的作用下形成一液态薄膜，该薄膜内的金属阳离子在电场的作用下，迅速被还原为金属，并附着在打印基台表面，直至打印零件该层打印完成；

F.打印头运动控制支架在控制终端的控制下，开始带动打印头部件向z方向下移，进行打印零件的第二层打印，以此循环，直至完成打印零件的整体打印。