[发明专利]一种针尖放电金属粉体3D打印机及方法

权利要求书

1.一种针尖放电金属粉体3D打印机，包括打印基板，在所述打印基板上铺设金属粉体进行3D打印，其特征在于，还包括针尖和针尖基体，所述针尖与针尖基体导电连接，所述针尖与所述金属粉体之间存在放电间隙，形成等离子体放电区，用于加热熔融所述金属粉体；还包括放电电源，所述放电电源分别与所述打印基板和所述针尖导电连接。

2.根据权利要求1所述的针尖放电金属粉体3D打印机，其特征在于，还包括密封腔体，所述针尖放电金属粉体3D打印机位于所述密封腔体内。

3.根据权利要求1所述的针尖放电金属粉体3D打印机，其特征在于，所述金属粉体的粒径为0.01～10μm。

4.根据权利要求1所述的针尖放电金属粉体3D打印机，其特征在于，所述针尖的直径为0～10μm。

5.根据权利要求1所述的针尖放电金属粉体3D打印机，其特征在于，所述针尖基体长度为0.1～20mm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的针尖放电金属粉体3D打印机，其特征在于，所述针尖和/或针尖基体为具有良好导电且高耐热的金属或合金材料。

7.根据权利要求1或2所述的针尖放电金属粉体3D打印机，其特征在于，所述放电间隙的宽度为0.01～100μm。

8.根据权利要求1或2所述的针尖放电金属粉体3D打印机，其特征在于，所述放电电源为直流或脉冲电源；所述放电电源的功率为0.1mW～100W，且连续可调。

9.一种利用权利要求1至8中任一项所述的针尖放电金属粉体3D打印机进行3D打印的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一、对所述密封腔体抽真空，在所述密封腔体内充入保护气体，压强为0.001～1000Pa；

步骤二、首层打印：a、在所述打印基板上铺设所述金属粉体；b、启动所述针尖使所述放电间隙调节到位；c、启动所述放电电源工作，所述针尖与所述金属粉体间形成放电等离子体；d、与所述针尖最近，形成直接放电电极的所述金属粉体被熔融并与所述打印基板粘接；e、所述针尖与所述打印基板之间相对位移，到下一个打印点；f、继续b～d过程，直到所述首层打印层完成；

步骤三、所述首层打印完成后，所述打印基板与所述针尖之间进行相对位移，使得已完成的打印层的高度处于所述打印基板表面的高度，然后重复步骤二，完成新的一层打印，直到获得最终打印产品；

步骤四、将所述打印产品从所述打印基板剥离，完成3D打印。

10.根据权利要求9所述的针尖放电3D打印方法，其特征在于，步骤二和/或步骤三所述的相对位移过程中，所述针尖与所述金属粉体之间终止放电，或者仅维持不会导致所述金属粉体熔融的弱放电。

11.根据权利要求9所述的针尖放电3D打印方法，其特征在于，步骤二和/或步骤三所述的相对位移过程中，所述针尖与所述金属粉体之间的间隙保持在原来宽度，或者抬高到宽于原来宽度1倍以上的安全宽度，位移的步长为0.01～100μm。