[发明专利]一种粘结剂喷射同轴送粉喷嘴及其粉末均匀分布方法、制造方法和喷嘴装置

说明书

本发明涉及一种粘结剂喷射同轴送粉喷嘴，包括外壳、喷嘴芯、连接头，喷嘴芯位于外壳内，连接头位于外壳上方；喷嘴芯内设有粘结剂喷射通道，粘结剂喷射通道内装载压电式粘结剂喷射系统，喷嘴芯的下端为粘结剂出液口；外壳的内壁和喷嘴芯的外壁之间围成粉末腔和粉末通道，外壳上设有进粉口，粉末通道的下端为出粉口，进粉口、粉末腔、粉末通道、出粉口依次连通。本发明还涉及一种粘结剂喷射同轴送粉喷嘴的粉末均匀分布方法、一种粘结剂喷射同轴送粉喷嘴装置、一种粘结剂喷射同轴送粉喷嘴的制造方法。本发明革新了传统的粘结剂喷射成型工艺，粘结剂和成型粉末由同一喷嘴同时喷出，提高了成型效率，属于粘结剂喷射打印技术领域。

技术领域

本发明涉及粘结剂喷射打印技术，具体涉及一种粘结剂喷射同轴送粉喷嘴，还涉及一种粘结剂喷射同轴送粉喷嘴的粉末均匀分布方法，还涉及一种粘结剂喷射同轴送粉喷嘴装置，还涉及一种粘结剂喷射同轴送粉喷嘴的制造方法。

背景技术

粘结剂喷射打印(3DP)是一种基于离散堆叠思想和微滴喷射技术的增材制造方法，具有成本低、效率高、对加工材料没有特别要求等优点。

粘结剂喷射喷嘴是粘结剂喷射成型系统的一个重要部件，粘结剂喷射喷嘴的寿命、喷射效果、能否持续稳定工作，对生坯成形效果起着至关重要的作用。在粘结剂喷射成型领域，传统的粘结剂喷射喷嘴只有喷射粘结剂的单一作用，需要由铺粉辊在基板上铺一层成型粉末，然后粘结剂喷射喷嘴喷射粘结剂液滴和基板上的粉末结合，形成切片层，重复铺粉喷射粘结剂的过程以成型生坯。使用这类单一功能喷嘴，成形效率低，需要先铺粉，再喷射粘结剂；同时在粘结剂喷射成形过程中，喷嘴喷射粘结剂的冲击力会使粉末床上的粉末飞溅，影响成形效果或是飞溅到喷嘴附近，特别地当成型粉末与粘结剂喷射同轴送粉喷嘴属于同一材质的材料时，成型粉末与粘结剂的混合物将极易与粘结剂喷射同轴送粉喷嘴粘附，难以去除，而且容易堵塞喷嘴，影响后续粉末喷射的均匀性、汇聚性。

粘结剂微滴喷射技术可分为两大类：连续式喷射和按需式喷射。连续式喷射原理，即在液体腔内施加稳定的背压，液体就会由喷嘴向外喷射，并且断裂成大小一致的液滴，但连续式喷射的启停仅靠背压控制，响应较慢。因此为了精确控制液滴，这种喷射方式必须对液滴进行“极化”以施加电荷，配合“偏转电场”控制液滴的移动方向，而未喷出的液滴将由“集墨槽”进行统一回收。所以连续式微喷射系统结构复杂，控制繁琐并且造价昂贵。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种成型效率高的粘结剂喷射同轴送粉喷嘴。革新了传统的粘结剂喷射成型工艺，粘结剂和成型粉末由同一喷嘴同时喷出，提高了成型效率。

本发明的另一目的是，提供一种保证送粉均匀的粘结剂喷射同轴送粉喷嘴的粉末均匀分布方法。该方法使得送粉系统得以精简，保证了成型粉末与粘结剂的充分结合。

本发明的再一目的是，提供一种成型效率高的粘结剂喷射同轴送粉喷嘴装置。

本发明的再一目的是，提供一种粘结剂喷射同轴送粉喷嘴的制造方法。该方法使用快速成型方法直接制造，而且利用不同材料的性质差异，提高了该喷嘴的经济性和使用性能。

本发明粘结剂和成形粉末由一个喷嘴同时喷出，既可保证送粉均匀又能喷出微小粘结剂液滴、成型效率高且不容易堵塞。同时本发明利用不同材料的性质差异，在喷嘴的不同部位使用不同的材料，提升粘结剂喷射同轴送粉喷嘴的使用性能和耐用性，避免粉末和粘结剂粘附在喷嘴周围进而堵塞喷嘴的现象发生。

本发明粘结剂微滴喷射技术使用按需式喷射技术，减少喷射系统的复杂度，降低成本；并且可以简化结构，使系统微型化。根据换能方式的不同，现今主流的按需喷射方式主要有两类：压电式和热气泡式。为了便于接合，选择压电式喷射技术，给压电晶体施加脉冲电压后，晶体变形挤压膈膜，驱使粘结剂微米级液滴克服表面张力喷射而出。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：