CN112601654B - 打印制造传感器的方法 - Google Patents

打印制造传感器的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112601654B
CN112601654B CN201880096839.6A CN201880096839A CN112601654B CN 112601654 B CN112601654 B CN 112601654B CN 201880096839 A CN201880096839 A CN 201880096839A CN 112601654 B CN112601654 B CN 112601654B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
powder
printing
shell
steps
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880096839.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112601654A (zh
Inventor
李长鹏
陈文曲
陈国锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Ltd China
Original Assignee
Siemens Ltd China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Ltd China filed Critical Siemens Ltd China
Publication of CN112601654A publication Critical patent/CN112601654A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112601654B publication Critical patent/CN112601654B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/10—Formation of a green body
    • B22F10/14—Formation of a green body by jetting of binder onto a bed of metal powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021—Removal of binder or filler
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
    • B22F3/1021—Removal of binder or filler
    • B22F3/1025—Removal of binder or filler not by heating only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/008—Producing shaped prefabricated articles from the material made from two or more materials having different characteristics or properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B7/00—Moulds; Cores; Mandrels
    • B28B7/40—Moulds; Cores; Mandrels characterised by means for modifying the properties of the moulding material
    • B28B7/46—Moulds; Cores; Mandrels characterised by means for modifying the properties of the moulding material for humidifying or dehumidifying
    • B28B7/465—Applying setting liquid to dry mixtures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/70—Recycling
    • B22F10/73—Recycling of powder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Abstract

一种打印传感器的方法，其中，包括如下步骤：步骤S1，在粘合剂喷射成形装置(100)的成型缸(130)中铺入第一粉末，按照传感器模型自下而上进行喷胶打印，形成顶部开口中间具有第一容纳空间的传感器外壳(20)以及设置于所述传感器外壳(20)中的容置腔(22)；步骤S2，在粘合剂喷射成形装置(100)的成型缸(130)中铺入第二粉末，按照传感器模型自下而上进行喷胶打印，形成一传感器(24)；步骤S3，将所述容置腔(22)从下而上提起，并回收所述容置腔(22)中的第一粉末；步骤S4，将所述传感器(24)放入所述传感器外壳(20)中，去除所述传感器(24)和所述传感器外壳(20)中的胶水；步骤S5，对所述传感器(24)以及所述传感器外壳(20)执行烧结处理，以形成所述传感器元件(200,300)。该打印传感器的方法造价更低，效率更高。

Description

打印制造传感器的方法
技术领域
本发明涉及增材制造技术，尤其涉及打印制造传感器的方法。
背景技术
增材制造工艺(Additive Manufacturing)是重要的3D打印技术之一，增材制造工艺能够快速地将预先设计的CAD模型制造出来，而且能够在较短的时间内制造出结构复杂的零部件。选择性激光熔化(Selected Laser Melting,SLM)工艺是增材制造(Additivemanufacturing)技术的一种，其通过激光烧结的方式可快速地将与CAD模型相同的零部件制造出来。目前选择性激光熔化工艺得到了广泛的应用。和传统材料去除机制不同，增材制造是基于完全相反的材料增加制造理念(materials incremental manufacturingphilosophy)，其中，选择性激光熔化利用高功率激光熔化金属粉末，并通过3D CAD输入来一层一层地建立部件/元件，这样可以成功制造出具有复杂内部沟道的元件。
增材制造的另外特定优点还在于制造混合结构的元件(component with hybridstructures)，例如嵌入式传感器(embedded sensors)。然而，由于增材制造的金属粉末的高熔化温度，嵌入式传感器在增材制造熔化金属粉末的高强度激光功率下会超温失效。这是因为传感器一般是半导体器件，材料过冷过热都会出现裂纹或者成分变化。如果一定要用选择性激光熔化工艺打印传感器，可以做好绝热，但是绝热板的设置技术难度很高，而且还要保证密封性好，因此这样的技术方案目前还处在理论阶段，实际还未实现。
所以现在在增材制造领域还未出现这种混合结构的聚合物或者具有低熔化温度金属制造元件。
发明内容
本发明提供了打印传感器的方法，其中，包括如下步骤：步骤S1，在粘合剂喷射成形装置的成型缸中铺入第二粉末，按照传感器模型自下而上进行喷胶打印，形成一传感器；步骤S2，在粘合剂喷射成形装置的成型缸中铺入第一粉末，按照传感器模型自下而上进行喷胶打印，形成顶部开口中间具有第一容纳空间的传感器外壳以及设置于所述传感器外壳中的容置腔，所述容置腔具有顶部开口和第二容纳空间；步骤S3，将所述容置腔从下而上提起，并回收所述容置腔中的第一粉末；步骤S4，将所述传感器放入所述传感器外壳中，去除所述传感器和所述传感器外壳中的胶水；步骤S5，对所述传感器以及所述传感器外壳执行烧结处理，以形成所述传感器元件，同时采用化学溶解或者加热分解的方法去除所述传感器和所述传感器外壳中的胶水。
进一步地，所述步骤S1和步骤S2分别同时执行或者按照先后顺序分别执行。
进一步地，所述容置腔的侧壁上还具有复数个孔洞或者开槽。
进一步地，所述传感器外壳的厚度大于所述容置腔的厚度。
进一步地，所述第一粉末为陶瓷粉末或金属粉末，所述第二粉末为陶瓷粉末或金属粉末金属粉末。
进一步地，所述第一粉末和第二粉末为不同的陶瓷粉末或金属粉末。
进一步地，在所述步骤S5中执行烧结的装置包括高温炉、气氛炉、真空炉。
进一步地，所述步骤S4还包括如下步骤：将所述传感器放入所述传感器外壳中之后，在粘合剂喷射成形装置的成型缸中继续铺入第一粉末，按照传感器模型自下而上进行喷胶打印，在所述缓冲层上继续构成外壳上盖部分，以形成具有第一容纳空间的封闭的传感器外壳。
进一步地，在所述步骤S1中，还包括如下步骤：在所述传感器上表面涂上导电电极浆料。
进一步地，在所述步骤S2中，还包括如下步骤：所述传感器外壳设置有导电槽。
利用粘合剂喷射成形装置制造传感器元件的优势在于，粘合剂喷射成形装置并不利用造价较高的高能能量束，降低了功耗。同时，打印头能够与数千个喷嘴结合在一起，因此能够比普通3D打印装置更加快。并且，粘合剂喷射成形装置更适用于制造主要由陶瓷和金属粉末打印的传感器元件，因此采用本发明提供的打印传感器的方法能够极大地扩大生产能力。
本发明通过额外的烧结制程能够直接制造具有内嵌结构的元件，而并不设置额外的焊接工艺(additional welding process)。
本发明能够确保制造的传感器外壳具有良好的机械强度，其中，传感器外壳和传感器具有接触稳定性(contact stability)。并且，本发明制造的传感器元件具有良好的功能特性(functional performance)。本发明还能够允许有内部构造的传感器与案件具有复杂的形状(complex shape)和高灵活度(high flexibility)。
附图说明
图1是本发明提供的粘合剂喷射成形装置的结构示意图；
图2A～2C是根据本发明一个具体实施例的采用粘合剂喷射成形装置构成传感器元件的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明。
本发明提供了一种新的低成本的采用粘合剂喷射成形(binder jetting)技术的增材制造制程。通过本发明提供的方法，元件壳体和嵌入式传感器能够同时被烧结，并且元件能达到良好的机械性能和功能。
本发明提供了一种打印传感器的方法，利用粘合剂喷射成形3D打印技术，分别形成传感器元件中的传感器及其外壳，此外，形成的传感器及其外壳先喷胶不烧结，然后将所述传感器及其外壳除胶并烧结最后形成完成的传感器元件。
图1是本发明提供的粘合剂喷射成形装置的结构示意图。粘合剂喷射成型技术利用激光烧结技术，并使用粉末床。其中，喷墨打印头将粘合剂喷到3D打印用的材料(通常是粉末)中，使得粉末不仅自身粘合还和之前的粉末材料层渗透结合，并层层叠加构成原型件，然后通过高温烧结(sintering)将粘合剂去除并促进粉末颗粒相互之间的融合与连接，从而得到有理想密度与强度的3D打印件。粘合剂喷射成形技术适用于打印金属、陶瓷材料。如图1所示，所述粘合剂喷射成型装置100包括液体粘合剂供给装置110、送粉缸120、成型缸130、喷头140。其中，送粉缸120容纳打印粉末的空间下方设置有一个第一活塞122，随着第一活塞122自下而上的垂直运动能够将所述打印粉末向上整体抬起，然后上方的滚轮124通过其左右平面滚动将打印粉末送入成型缸130。成型缸130的粉末床134下方也设置有一个第二活塞132，在3D打印过程中，第二活塞132自上而下移动，以在成型缸130中形成打印空间。液体粘合剂供给装置110用于给喷头140供应液体粘合剂，喷头140将粘合剂喷到粉末床134的打印粉末中，使得粉末通过粘合剂粘结渗透在一起，并且自下而上层层叠加构成3D原型件。其中粘合剂喷射成型技术形成的原型件还未经烧结，相当于根据3D打印模型形成的胚体。
需要说明的是，粘合剂喷射成形技术的优势还在于可以自下而上打印多个同样的原型件，效率更高，可控性更强。
根据本发明一个具体实施例，首先步骤S1，在粘合剂喷射成形装置100的成型缸130中铺入第二粉末，按照传感器模型自下而上进行喷胶打印，单独形成如图2A～2C所示的一传感器24。具体地，在粘合剂喷射成形装置100的成型缸130中粉末床134中铺满第二粉末(未示出)，第二粉末为金属粉末。喷头140将粘合剂喷到粉末床134的第二粉末中，使得第二粉末通过粘合剂粘结渗透在一起，并且自下而上层层叠加一体成型地构成传感器24的原型件。
然后执行步骤S2，在粘合剂喷射成形装置100的成型缸130中铺入第一粉末，按照传感器模型自下而上进行喷胶打印，形成顶部开口中间具有第一容纳空间的传感器外壳20以及设置于所述传感器外壳20中的容置腔22，所述容置腔22具有顶部开口和第二容纳空间22a。如图2A所示，图示的箭头方向Z指示这打印方向，也就是垂直地自下而上的方向。具体地，在在粘合剂喷射成形装置100的成型缸130中粉末床134中铺满第一粉末，第一粉末可以为陶瓷粉末或者金属粉末。喷头140将粘合剂喷到粉末床134的第一粉末中，使得第一粉末通过粘合剂粘结渗透在一起，并且自下而上层层叠加构成传感器外壳20原型件和容置腔22的原型件。
需要说明的是，传感器外壳20原型件和容置腔22的原型件并未经过烧结处理，只是通过喷胶粘结在一起，相当于胚体。
其中，传感器外壳20原型件典型地为一个外围高度较高和中间凹陷的“井口”形状，但是厚度较厚。特别地，容置腔22的原型件也典型地为一个外围高度较高和中间凹陷的“井口”形状，但是相较于传感器外壳20厚度较薄。其中，所述容置腔22套设于所述传感器外壳20中，在传感器外壳20和所述容置腔22之间具有第一粉末。同时，在容置腔22中也充满了第一粉末。
需要说明的是，传感器外壳20和容置腔22的形状只要是外围高度较高，中间凹陷，中间具有容纳空间并且上方开口即可。并且，传感器外壳20能够容纳容置腔22并间隔一定距离即可。此外，容置腔22也需容纳传感器。因此，传感器外壳20和容置腔22的形状可以根据具体应用场景选择。
特别地，所述传感器外壳20的厚度大于所述容置腔22的厚度。
其中，第一粉末为金属粉末或者陶瓷粉末，第二粉末是金属粉末。当所述第一粉末和第二粉末同时为金属粉末时，可以为不同类型的金属粉末。
需要说明的是，传感器24的原型件并未经过烧结处理，只是通过喷胶粘结在一起，相当于胚体。
需要说明的是，在上述实施例中，所述步骤S1和步骤S2按照先后顺序分别执行，即先执行步骤S1再执行步骤S2。此外，可选地，还可以先执行步骤S2再执行步骤S1。所述步骤S1和步骤S2还可以分别同时执行，即在不同的粘合剂喷射成形装置中分别同时执行。即，步骤S1和步骤S2没有必然的先后顺序。
接着执行步骤S3，将如图2A所述容置腔22从下而上提起，容置腔22中的第一粉末也会随着容置腔22自下而上地被带走。这样，所述容置腔22中的第一粉末还未使用，能够回收并循环重复使用。因此，本发明的优点还在于环保和造价低。
需要说明的是，在传感器外壳20和所述容置腔22之间的第一粉末还残留在所述传感器外壳20中。甚至，所述容置腔22中的第一粉末也不能完全被带走回收，还会残留在所述传感器外壳20中。以及，在所述容置腔22从下而上提起的过程中，其中的第一粉末也会掉落在所述传感器外壳20中。上述第一粉末的残留并不会造成负面效果，可以充当后续传感器24和传感器外壳20之间的缓冲，以提高传感器在传感器外壳内的稳定性。
然后执行步骤S4，如图2B所示，将所述传感器24放入所述传感器外壳20中，其中，在传感器外壳20和所述容置腔22之间具有从步骤S2残留的第一粉末充当缓冲层26。具体地，将所述传感器24放入所述传感器外壳24中之后，在粘合剂喷射成形装置100的成型缸130中铺入第一粉末，按照传感器模型自下而上进行喷胶打印，在所述缓冲层26上表面以及传感器外壳20上表面之上继续构成外壳上盖部分，以形成具有第一容纳空间的封闭的传感器外壳20。在执行烧结前，需要根据使用胶水的类型，可以采用化学溶解或者加热分解，去除传感器24和所述传感器外壳20中的胶水。
最后执行步骤S5，对所述传感器24原型件以及传感器外壳20原型件执行烧结处理，以形成所述传感器元件200。具体地，执行烧结的装置包括高温炉、气氛炉、真空炉。特别地，为了得到高密度(high density)和合适的机械强度(acceptable mechanicalstrength)，对于316L(不锈钢材料)或者In718(高温合金材料)以及In625材料(高温合金材料)的温度取值范围为1000℃～1300℃，这样的温度接近于功能性材料的烧结温度，例如PZT陶瓷和热电(thermoelectric)的CaMnO3，其中，PZT陶瓷烧结的温度取值范围是1120℃～1200℃，热电的CaMnO3的温度取值范围是低于1200℃。优选的，一次性烧结制程也可以通过分别为传感器外壳材料和传感器材料调节合适的烧结温度来优化，这样可以控制粒度尺寸的调节(the adjustment of particle size distribution)。
图2B所示的成品传感器元件200是根据上文所述的方法制成的。根据本实施例的另一变形例，本发明还可以将所述在传感器外壳20和所述容置腔22之间的金属粉末也一并烧结成为质地紧密的材料层28，从而形成如图2C所示的传感器元件300。
优选地，所述容置腔22的侧壁上还具有复数个孔洞或者开槽22a。因此，在步骤S3中所述容置腔22自下而上提起时，第一粉末会通过孔洞或者开槽22a掉落在传感器外壳20的第一容纳空间中，以便充当缓冲层。
进一步地，在所述步骤S1中，还包括如下步骤：在所述传感器上表面涂上导电电极浆料。特别是在所述传感器材料为陶瓷时，如果需要在传感器上设置电极，就需要这样的导电电极浆料涂层来充当电极。优选地，本发明选择铂电极浆料作为导电电极浆料涂层充当电极，这样在烧结步骤S2中一并烧结，不用分开两步。
相应地，为了配合传感器上的电极，所述传感器外壳设置有导电槽。这是由于电极需要引出来，因此导电槽用于将传感器上的电极引出来连接。
利用粘合剂喷射成形装置制造传感器元件的优势在于，粘合剂喷射成形装置并不利用造价较高的高能能量束，降低了功耗。同时，打印头能够与数千个喷嘴结合在一起，因此能够比普通3D打印装置更加快。并且，粘合剂喷射成形装置更适用于制造主要由陶瓷和金属粉末打印的传感器元件，因此采用本发明提供的打印传感器的方法能够极大地扩大生产能力。
本发明通过额外的烧结制程能够直接制造具有内嵌结构的元件，而并不设置额外的焊接制程(additional welding process)。
本发明能够确保制造的传感器外壳具有良好的机械强度，其中，传感器外壳和传感器具有接触稳定性(contact stability)。并且，本发明制造的传感器元件具有良好的功能特性(functional performance)。本发明还能够允许有内部构造的传感器与案件具有复杂的形状(complex shape)和高灵活度(high flexibility)。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。此外，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求；“包括”一词不排除其它权利要求或说明书中未列出的装置或步骤；“第一”、“第二”等词语仅用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (9)

1.打印传感器的方法，其中，包括如下步骤：
步骤S1，在粘合剂喷射成形装置(100)的成型缸(130)中铺入第二粉末，按照传感器模型自下而上进行喷胶打印，形成一传感器胚体；
步骤S2，在所述粘合剂喷射成形装置(100)的成型缸(130)中铺入第一粉末，按照传感器模型自下而上进行喷胶打印，形成顶部开口中间具有第一容纳空间的传感器外壳(20)以及设置于所述传感器外壳中的容置腔(22)，所述容置腔(22)具有顶部开口和第二容纳空间；
步骤S3，将所述容置腔(22)从下而上提起，并回收所述容置腔(22)中的第一粉末；
步骤S4，将所述传感器胚体放入所述传感器外壳(20)中；
步骤S5，对所述传感器胚体以及所述传感器外壳(20)执行烧结处理，以形成传感器元件(200,300)，同时采用化学溶解或者加热分解的方法去除所述传感器元件(200,300)中的胶水；
所述第一粉末为陶瓷粉末或金属粉末，所述第二粉末为陶瓷粉末或金属粉末。
2.根据权利要求1所述的打印传感器的方法，其特征在于，所述步骤S1和步骤S2分别同时执行或者按照先后顺序分别执行。
3.根据权利要求1所述的打印传感器的方法，其特征在于，所述容置腔(22)的侧壁上还具有复数个孔洞或者开槽(22a)。
4.根据权利要求1所述的打印传感器的方法，其特征在于，所述传感器外壳(20)的厚度大于所述容置腔(22)的厚度。
5.根据权利要求1所述的打印传感器的方法，其特征在于，所述第一粉末和第二粉末为不同的陶瓷粉末或金属粉末。
6.根据权利要求1所述的打印传感器的方法，其特征在于，在所述步骤S5中执行烧结的装置包括高温炉、气氛炉、真空炉。
7.根据权利要求1所述的打印传感器的方法，其特征在于，所述步骤S4还包括如下步骤：
将所述传感器胚体放入所述传感器外壳(20)中之后，在粘合剂喷射成形装置(100)的成型缸(130)中继续铺入第一粉末，按照传感器模型自下而上进行喷胶打印，在缓冲层(26)上继续构成外壳上盖部分，以形成具有第一容纳空间的封闭的传感器外壳(20)。
8.根据权利要求1所述的打印传感器的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，还包括如下步骤：
在所述传感器胚体上表面涂上导电电极浆料。
9.根据权利要求1所述的打印传感器的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，还包括如下步骤：
所述传感器外壳(20)设置有导电槽。
CN201880096839.6A 2018-09-13 2018-09-13 打印制造传感器的方法 Active CN112601654B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2018/105527 WO2020051843A1 (zh) 2018-09-13 2018-09-13 打印制造传感器的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112601654A CN112601654A (zh) 2021-04-02
CN112601654B true CN112601654B (zh) 2023-01-31

Family

ID=69776961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880096839.6A Active CN112601654B (zh) 2018-09-13 2018-09-13 打印制造传感器的方法

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3835033A4 (zh)
CN (1) CN112601654B (zh)
WO (1) WO2020051843A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116587608B (zh) * 2023-04-17 2024-03-29 南京航空航天大学 砂型增材制造粘接剂体系供墨系统及控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013111768A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Seiko Epson Corp 液体吐出検査装置、液体吐出検査方法、印刷装置、及びプログラム
CN105383059A (zh) * 2015-12-02 2016-03-09 吉林大学 多材料铺粉及成型的3d打印方法和打印装置
CN105881695A (zh) * 2016-05-26 2016-08-24 东莞劲胜精密组件股份有限公司 一种二氧化锆粉料的3d打印方法、设备及粘结剂喷射装置
CN106515016A (zh) * 2016-12-14 2017-03-22 北京化工大学 一种可用于成型大型制品的3d打印装置及工艺
WO2017081236A1 (de) * 2015-11-13 2017-05-18 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Verfahren zur eingabe von druckdaten für die bedruckung eines bedruckungsobjekts mit einem drucker und drucker zur durchführung des verfahrens
CN108262473A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 西门子公司 3d打印用复合粉末、打印设有嵌入的元器件的部件的方法及该部件和其打印模型

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0230661B2 (ja) * 1983-05-17 1990-07-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gasukenchisoshi
JP3544853B2 (ja) * 1998-03-16 2004-07-21 松下電器産業株式会社 印刷ペースト印刷装置及び印刷方法
US9533451B2 (en) * 2013-03-15 2017-01-03 3D Systems, Inc. Direct writing for additive manufacturing systems
WO2016046417A1 (de) * 2014-09-26 2016-03-31 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Verfahren zur herstellung eines kompositmaterials für ein sensorelement
EP3206861A4 (en) * 2014-10-15 2018-05-23 The Exone Company Methods for controlling warpage of cavities of three-dimensionally printed articles during heat treatment
CN104550952A (zh) * 2014-12-19 2015-04-29 江苏大学 一种激光快速打印水泵壳体的装置及方法
WO2018017130A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Additive manufacturing
CN206455935U (zh) * 2016-12-14 2017-09-01 北京化工大学 一种可用于成型大型制品的3d打印装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013111768A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Seiko Epson Corp 液体吐出検査装置、液体吐出検査方法、印刷装置、及びプログラム
WO2017081236A1 (de) * 2015-11-13 2017-05-18 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Verfahren zur eingabe von druckdaten für die bedruckung eines bedruckungsobjekts mit einem drucker und drucker zur durchführung des verfahrens
CN105383059A (zh) * 2015-12-02 2016-03-09 吉林大学 多材料铺粉及成型的3d打印方法和打印装置
CN105881695A (zh) * 2016-05-26 2016-08-24 东莞劲胜精密组件股份有限公司 一种二氧化锆粉料的3d打印方法、设备及粘结剂喷射装置
CN106515016A (zh) * 2016-12-14 2017-03-22 北京化工大学 一种可用于成型大型制品的3d打印装置及工艺
CN108262473A (zh) * 2016-12-30 2018-07-10 西门子公司 3d打印用复合粉末、打印设有嵌入的元器件的部件的方法及该部件和其打印模型

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020051843A1 (zh) 2020-03-19
CN112601654A (zh) 2021-04-02
EP3835033A1 (en) 2021-06-16
EP3835033A4 (en) 2022-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100406169C (zh) 使用选择性抑制烧结(sis)的金属零件制造
CN106211622B (zh) 一种埋入式电路板复合3d打印方法
US10035731B2 (en) Additive manufacturing hybrid core
CN112521130B (zh) 一种基于3d打印技术的陶瓷零件的制备方法
US9221101B2 (en) Process for local repair of a damaged thermomechanical part and part thus produced, in particular a turbine part
EP3388172B1 (en) Article surface finishing method
EP2666614A1 (en) Method for producing a three dimensional green article
JP4874644B2 (ja) セラミック構造体の製造方法
JP2005171299A (ja) 三次元造形物の製造方法
CN106891006A (zh) 一种激光选区熔化tc4原位退火去残余应力方法
CN112601654B (zh) 打印制造传感器的方法
CN108290216B (zh) 3d打印用粉末及3d打印方法
EP2399696B1 (en) Electrode manufacturing method and electric discharge surface treatment used therein
US20060289310A1 (en) Precision parts by electrophoretic deposition
KR100878859B1 (ko) 세라믹제품 소성용 세라믹코팅 니켈 메쉬 받침대 및 그제조방법
JP4750681B2 (ja) 断熱金型、金型部品、成形機及び断熱金型の製造方法
JP6127868B2 (ja) ガラス材の製造方法及びガラス材の製造装置
US10577695B2 (en) Method for manufacturing discharge surface treatment electrode and method for manufacturing film body
KR100996299B1 (ko) 열전모듈 및 이의 제조방법
WO2018236243A1 (en) ADDITIVE MANUFACTURING TECHNIQUE HAVING HOT GAS FILM HEATING FUNCTION FOR A POWDER BED SURFACE
CN203837497U (zh) 陶瓷电子元件的承烧治具
JP7011493B2 (ja) 立体物造形方法
Fei et al. Process Optimization for Hydrothermal-Assisted Jet Fusion Additive Manufacturing of Ceramics
JP6986976B2 (ja) 立体物造形方法
JP4632681B2 (ja) 粉末プレス成形装置およびこれを用いたセラミックスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant