[发明专利]一种电喷射三维打印原位热处理装置

摘要

本发明属于先进制造技术领域，一种电喷射三维打印原位热处理装置。原位电喷射打印模块实现墨水在电流体动力效应下喷射出稳定的精细射流，形成打印层，通过按轨迹运动打印基体至所需形状。原位加热模块在原位对打印层进行快速高温热处理，使液态打印层在原位固化，并去除有机溶剂和应力。原位冷却模块在原位快速将打印平板降温至室温，以实现在固化的打印层上进行下一层的电喷射打印。通过在原位逐层进行电喷射打印和原位热处理的方式，实现微纳米尺度三维结构的逐层打印制造。本发明免除移位热处理工艺步骤，避免移位热处理过程中再次对位的精度误差，直接原位高精度三维微纳结构打印制造，简化工艺步骤，提高打印效率和质量，降低加工成本。

主权项

1.一种电喷射三维打印原位热处理装置，其特征在于，所述的电喷射三维打印原位热处理装置包括电喷射打印模块、原位加热模块和原位冷却模块；所述的电喷射打印模块包括PC上位机(1)、CCD相机(2)、高压电源(3)、微量注射泵(4)、精密注射器(5)、导管(6)、喷针(7)、X/Y/Z轴运动平台(9)和打印平板(14)；精密注射器(5)安装在微量注射泵(4)上，内部装有“液体墨水”，微量注射泵(4)按照一定的流量，精确推动精密注射器(5)进给；喷针(7)通过导管(6)与精密注射器(5)相连接，使“液体墨水”流至喷针(7)出口处；高压电源(3)正极输出端与喷针(7)相连，负极与打印平板(14)相连接，在喷针(7)和打印平板(14)之间形成稳定电场；“液体墨水”在微量注射泵(4)的推动下从喷针(7)流出，同时，在电场的作用下，在喷针(7)口处形成稳定的泰勒锥，喷射出稳定的精细射流，并在基体上形成打印层；X/Y轴组合形成各种运动路径并带动打印基体一起运动，Z轴调节喷针(7)和打印平板(14)之间的高度，以满足各种打印需求；CCD相机(2)通过USB连接线与PC上位机(1)相连接，检测打印区域内的泰勒锥的稳定性以及打印基体的运动路径；所述的原位加热模块包括固定绝缘柱(11)、支撑框(12)、原位加热元件(13)、打印平板(14)、温度传感器(15)和温控器(19)；原位加热模块安装在运动平台(9)上，打印平板(14)为方形薄金属板，原位加热元件(13)通过耐高温胶粘贴在打印平板(14)下表面；支撑框(12)为方形薄块材，中间为方形镂空；打印平板(14)与支撑框(12)保持一定间隙，以保证加热元件13仅对打印平板(14)加热，而不影响装置的其他部件；打印平板(14)通过螺钉固定在支撑框(12)上，支撑框(12)通过螺钉连接在固定绝缘柱(11)；温度传感器(15)安装在打印平板(14)上，检测打印平板(14)的温度，并实时反馈至温控器(19)；温控器(19)由PC上位机(1)控制并用于监测、调节原位加热模块的温度；所述的原位冷却模块包括原位冷却风扇A(10)、原位冷却风扇B(16)、制冷装置(18)、温度传感器(15)和温控器(19)；原位冷却风扇A(10)0放置于支撑框(12)下方，与打印平板(14)保持一定距离，对打印平板(14)进行常温风冷；冷却风扇B 16放置于打印平板(14)的侧面，安装在制冷装置(18)出口处，从侧面对打印平板(14)进行低温风冷；温度传感器(15)安装在打印平板(14)上，实时检测打印平板(14)的温度，并反馈至温控器(19)；温控器(19)由PC上位机(1)控制，实时监控并调节原位冷却模块温度变化。