CN113695593B - 一种用于生产高均匀性航空材料的液态3d打印供液方法及其供液系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种用于生产高均匀性航空材料的液态3D打印供液方法及其供液系统，涉及3D打印技术领域。液态3D打印供液方法主要是将固体金属原料在熔炼室内熔化、除气，得到金属液；使金属液在重力作用下自动流入净化室进行除渣净化处理，并在重力作用下自动流入储存室；采用储存室内的金属熔体在打印室内进行3D打印，控制储存室和打印室的压差为10kpa～30kpa。供液系统包括惰性气体供应站、真空泵，以及设置高度依次降低的熔炼室、净化室、储存室和打印室，惰性气体供应站和真空泵分别与腔室和打印室连通。该液态3D打印供液方法及其供液系统，实现连续稳定的提供高纯净度液态金属，满足大规格、高性能3D打印产品的需求。

Description

一种用于生产高均匀性航空材料的液态3D打印供液方法及其供液系统

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，具体而言，涉及一种用于生产高均匀性航空材料的液态3D打印供液方法及其供液系统。

背景技术

金属增材制造技术俗称金属3D打印，是将待成形金属零件的复杂三维模型逐层切片为2D截面，然后沿高度方向逐层堆积材料，最终成形出金属零件的金属加工技术。金属增材制造技术改变了传统大体积凝固的铸造模式，通过微元区域的连续熔融和叠加制备最终产品，避免了常规铸造方法的一系列缺点。液态金属3D打印技术属于金属增材制造技术的一种，其工作原理为：金属熔体在真空压力下从喷嘴出口连续喷出，在三维运动平台上凝固，逐层堆积，最终形成金属零件。液态金属3D打印技术采用金属熔体直接成形金属零件，在成形时通过调节三维运动平台的运行速度和三维运动平台到喷嘴口的高度获得金属零件的最佳组织性能。液态金属3D打印可以制备完全等轴晶组织的材料，材料具有良好的综合性能，进一步拓宽了金属材料在航空、电子等高端领域的应用。

供液是液态金属3D打印加工过程中一个非常重要的环节，持续稳定供液至关重要：一方面，稳定的液流可以保障工艺参数稳定，获得最佳产品性能；另一方面，持续供液可以获得较大尺寸的3D打印产品。

目前的供液方式一般是直接将金属熔化形成液态金属，再采用该液态金属进行打印。这种供液方式存在以下问题：一是无法实现液态金属的连续供给，无法满足大规格3D打印产品的需求；二是制备的液态金属纯净度不高，导致3D打印过程受阻或是3D打印产品存在气孔、夹渣、微裂纹等缺陷。

因此，探索一种用于生产高均匀性航空材料的液态3D打印供液方法及系统，以满足大规格、高性能要求的3D打印产品是目前急需解决的问题。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种用于生产高均匀性航空材料的液态3D打印供液方法及其供液系统，实现连续稳定的提供高纯净度液态金属，满足大规格、高性能3D打印产品的需求。

第一方面，本申请实施例提供了一种用于生产高均匀性航空材料的液态3D打印供液方法，包括以下步骤：

将固体金属原料在熔炼室内熔化、除气，得到金属液；

使熔炼室内的金属液至少在重力作用下自动流入净化室进行除渣净化处理，得到金属熔体，并至少在重力作用下自动流入储存室；

利用储存室和打印室之间的压力差，使储存室内的金属熔体向打印室内喷射进行3D打印，在打印过程中，储存室的压力大于打印室的压力，且二者的压差为10kpa～30kpa，打印室内的压力为-90kpa～10kpa。

在上述实现过程中，熔炼室的液态金属可以自动流入净化室，净化室的液体金属可以自动流入储存室，经过熔炼室、净化室和储存室相应的处理，就能得到连续稳定、高纯净度的液态金属；而且通过控制储存室和打印室的压差，就能使储存室内的液态金属稳定、连续喷射至打印室内，实现3D打印，尤其可以满足大规格、高性能3D打印产品的需求。本申请尤其是控制储存室和打印室之间的压差为10kpa～30kpa，得到高均匀性的3D打印产品，尤其是航空材料，如果二者的压差控制得过大，会因金属熔体冲击严重导致3D打印产品成形性差，且组织存在气孔、缩孔及界面效应等问题；如果二者的压差控制的过小，则会发生熔体喷射不到位、供液不足及喷嘴堵塞的问题。

在一种可能的实现方式中，控制熔炼室和净化室之间实现连通或隔离，当储存室内的金属液面开始下降，自动控制熔炼室和净化室之间处于连通状态，熔炼室内的金属液自动流入净化室再自动流入储存室内，保持储存室内的金属液面高度恒定。

在上述实现过程中，通过自动控制熔炼室和净化室之间处于连通或隔离状态，使储存室内的金属液面高度恒定，从而能够为打印室内的3D打印提供稳定的液流。

在一种可能的实现方式中，通过抽真空和/或通入惰性气体的方式调节储存室和/或打印室内的压力。

在上述实现过程中，抽真空和/或通入惰性气体不仅能保证液态金属的质量，还能调节储存室和/或打印室内的压力，从而调节储存室和打印室内的压差。

在一种可能的实现方式中，使熔炼室内的金属液自动流入净化室进行除渣净化处理，得到金属熔体，并自动流入储存室的方式为：使熔炼室、净化室和储存室的设置高度依次降低，并控制熔炼室、净化室和储存室内的压力相同。

在上述实现过程中，能同时控制熔炼室、净化室和储存室的环境气氛，使熔炼室内的金属液在重力作用下自动流入净化室进行除渣净化处理，得到金属熔体，并在重力作用下自动流入储存室。

第二方面，本申请实施例提供了一种实现第一方面提供的用于生产高均匀性航空材料的液态3D打印供液方法的供液系统，其包括惰性气体供应站、真空泵，以及设置高度依次降低的熔炼室、净化室、储存室和打印室，熔炼室、净化室和储存室位于同一腔室内且顺次连通，惰性气体供应站和真空泵分别与腔室和打印室连通；熔炼室内设置有用于旋转搅拌和喷射除气气体的旋转喷射搅拌器，净化室和储存室之间的连通通道内设置有双层过滤板，储存室的底部设置有打印喷嘴，打印喷嘴的喷射方向朝向打印室内。

在上述实现过程中，熔炼室、净化室和储存室位于同一腔室内且顺次连通，通过高度依次降低的设计，就能使熔炼室的液态金属可以自动流入净化室，净化室的液体金属可以自动流入储存室。熔炼室实现固体金属原料的熔化和除气，旋转喷射搅拌器是向金属液中通入惰性气体，并配合旋转作用，在金属液深处形成快速运动的气涡流，使气泡尺寸变得细小、分布均匀，从而实现浮游精炼的目的；净化室和储存室通过双层过滤板隔开，金属液在从净化室流入储存室时，通过双层过滤板去除金属熔体内的杂质，经净化处理后的纯净金属熔体流入到储存室，从而得到连续稳定、高纯净度的液态金属，供3D打印。

而且惰性气体供应站和真空泵分别与腔室和打印室连通，通入惰性气体或抽真空的方式调节腔室和/或打印室内的压力，从而调节控制储存室和的打印室的压力，二者的压差，结合储存室、打印喷嘴和打印室的设置，就能实现各种条件的3D打印，防止打印喷嘴堵塞的问题，满足大规格、高性能3D打印产品的需求。

在一种可能的实现方式中，还包括设置于腔室外的信号处理器和设置于储存室内的激光液位计，熔炼室和净化室之间的连通通道内设置有用于实现连通或隔离的自动开合孔塞，自动开合孔塞与信号处理器连接，信号处理器与激光液位计连接，激光液位计实时监控储存室内的金属液面高度，将信号反馈给信号处理器，信号处理器控制控制自动开合孔塞的开合。

在上述实现过程中，设置激光液位计、自动开合孔塞和信号处理器，激光液位计是利用激光测距技术原理进行储存室内金属熔体高度的测量，可以准确算出液位的高度，并把信号传递给信号处理器，信号处理器控制自动开合孔塞的开合，实现金属熔体液位自动反馈，自动控制自动开合孔塞开合，保证金属熔体连续供给及储存室内液位高度保持不变。

在一种可能的实现方式中，双层过滤板为上下设置的两层泡沫陶瓷过滤板，上层过滤板的型号为50ppi，下层过滤板的型号为30ppi。

在上述实现过程中，设置双层过滤板能够有效去除金属液内杂质，降低杂质含量，具体采用的氧化铝质泡沫陶瓷过滤板能够有效去除铝水中的各种细度达到微米级的夹杂物，使铝水变为平稳层流，而且其具有独特的莫来石-刚玉结构，良好的机械强度和化学稳定性，优越的耐铝水冲刷性能；另外，通过采用30ppi和50ppi的型号过滤板结合过滤可获得稳定的过滤效果。

在一种可能的实现方式中，储存室与打印喷嘴通过卡槽固定连接，并采用耐火材料进行粘结密封。

在上述实现过程中，储存室与打印喷嘴直接连接可实现连续打印，便于控制储存室和打印室内的压力，得到不同工艺参数下的3D打印产品；打印喷嘴与储存室的有效密封一方面防止高温金属熔体渗漏，另一方面为了精准控制储存室和打印室内的压力。

在一种可能的实现方式中，打印喷嘴包括呈矩阵排列的若干喷嘴。

在上述实现过程中，设置成呈矩形排列的多个喷嘴的目的是实现快速打印大规格液态金属3D打印产品，减少打印道次及冷隔缺陷等。

在一种可能的实现方式中，熔炼室的外围设置有用于加热的感应线圈，储存室和净化室、打印喷嘴的外围均设置有用于保温的加热元件；

和/或，熔炼室、净化室和储存室的外表面均设置有保温层；

和/或，熔炼室内设置有用于监控温度的热电偶。

在上述实现过程中，增设加热装置(感应线圈和加热元件)和保温措施(保温层)是为了保持金属熔体在熔化、转移和储存过程保持一定的温度；当温度低于设定值时，启动加热装置进行加热，当温度高于设定值时，通过向熔化炉内吹入低温惰性气体就能降低金属熔体温度，且金属熔体温度还可以通过热电偶进行监控。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种供液系统的结构示意图。

图标：100-供液系统；110-腔室；120-熔炼室；121-感应线圈；122-保温层；123-旋转喷射搅拌器；124-热电偶；125-自动开合孔塞；130-净化室；131-双层过滤板；132-加热元件；140-储存室；141-激光液位计；142-信号处理器；150-打印喷嘴；160-真空泵；170-惰性气体供应站；180-打印室。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。

据发明人所知，现有技术在3D打印过程的供液方式主要是直接将金属在坩埚或熔炼炉内熔化，然后直接打印，液态3D打印产品的质量受到金属熔体质量的影响，如果金属熔体未经处理就直接进行3D打印，会造成打印失败或产品缺陷严重的问题。另外，供液系统所处的气氛环境对3D打印的顺利进行及最终3D打印产品也会产生影响显著。

有鉴于这样的现实，发明人经过研究提出了一种实现连续稳定的提供高纯净度液态金属，用于生产高均匀性航空材料的液态3D打印供液方法，其通过设计短流程、连续供液、金属熔体纯净度高及自动控制实现液态金属3D打印，其具体包括以下步骤：

步骤1：将固体金属原料按照一定的配比，在熔炼室内熔化、除气，通常是在固体金属原料达到相应熔融温度，全部融化后，开始进行除气处理，除气的方式是通入氩气或氯气除气一段时间，得到金属液。

金属一般包括钢、铝合金、镁合金、钛合金及高熵合金中的至少一种，不同的金属或组合在一起能够满足不同类型金属构件的生产需求，尤其是金属航空材料的生产需求，根据3D打印产品的种类和性能要求选择固体金属原料并按照相应的配比组合。

步骤2：使熔炼室内的金属液至少在重力作用下自动流入净化室进行除渣净化处理，除渣净化处理一般是指特定的过滤处理，比如在重力作用下依次流过特定型号的多层泡沫陶瓷过滤板进行过滤，得到金属熔体，并至少在重力作用下自动流入储存室。

在上述过程中，为了保证熔炼室、净化室和储存室内的液态金属的质量，需要往熔炼室、净化室和储存室内同样通入惰性气体和/或抽真空，以保证液态金属所处的气氛环境不会对液态金属的质量造成影响；为了保证熔炼室、净化室和储存室内的液态金属能够在重力作用下依次流动，需要保证，熔炼室、净化室和储存室内的压力相同，且它们的设置高度依次降低。

步骤3：利用储存室和打印室之间的压力差，使储存室内的金属熔体向打印室内喷射进行3D打印，在打印过程中，控制储存室的压力大于打印室的压力，且二者的压差为10kpa～30kpa，控制打印室内的压力为-90kpa～10kpa，储存室内的压力为-80kpa～90kpa。

本申请实施例中，通过抽真空和/或通入惰性气体的方式调节储存室和/或打印室内的压力以及压力差，调控压力差主要有三种方式：第一种是储存室抽低真空，打印室也抽真空，且打印室的真空度大于储存室的真空度；第二种是调节储存室为惰性气体(一般是先抽真空，再通入惰性气体，气压可以为大气压)，打印室抽真空；第三种是储存室通入惰性气体，打印室也通入惰性气体，且储存室压力大于打印室压力，具体是根据产品性能要求选择不同的压力供给方式。通常情况下，优选控制打印室为真空环境，能避免气体进入3D打印产品中，确保产品具有较高的致密度。

在3D打印过程中，控制熔炼室和净化室之间实现连通或隔离，当储存室内的金属液面开始下降，自动控制熔炼室和净化室之间处于连通状态，熔炼室内的金属液自动流入净化室再自动流入储存室内，保持储存室内的金属液面高度恒定。

在3D打印过程中，监控熔炼室、净化室和储存室内的液态金属的温度，当温度低于设定值时，启动相应的加热装置进行加热，当温度高于设定值时，通过向相应的室内吹入低温惰性气体以降低液态金属的温度，从而使液态金属在熔化、转移和储存过程保持一定的温度。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参见图1所示，本申请实施例还提供一种供液系统100，其包括惰性气体供应站170、真空泵160，以及设置高度依次降低的熔炼室120、净化室130、储存室140和打印室180，熔炼室120、净化室130和储存室140位于同一腔室110内且顺次连通，该腔室110是由腔体和腔盖组成的密闭空间，惰性气体供应站170和真空泵160分别与腔室110和打印室180连通；熔炼室120内设置有用于旋转搅拌和喷射除气气体的旋转喷射搅拌器123，净化室130和储存室140之间的连通通道内设置有双层过滤板131，储存室140的底部设置有打印喷嘴150，打印喷嘴150的喷射方向朝向打印室180内。

需要说明的是，熔炼室120、净化室130、储存室140和打印室180的设置高度依次降低是指熔炼室120的底面高于净化室130的底面，净化室130的底面高于储存室140的底面，储存室140的底面高于打印室180的底面；熔炼室120、净化室130、储存室140顺次连通的位置以能够实现一个室内的液态金属在重力作用下自动流入下一个室为准。

本申请实施例中，净化室130位于熔炼室120的左侧，两者之间通过连通通道连接，该连通通道分别连通熔炼室120的底部和净化室130的中部；储存室140位于净化室130的左侧，两者之间通过双层过滤板131隔开，即双层过滤板131设置于净化室130的底面；打印喷嘴150安装于储存室140的底部，且位于储存室140下方的打印室180内，储存室140与打印喷嘴150通过卡槽固定连接，并采用耐火材料进行粘结密封，以保证打印喷嘴150能够直接利用储存室140内的液态金属在打印室180内进行3D打印，打印喷嘴150包括呈矩阵排列的若干喷嘴。

整个供液系统100可以由真空泵160提供真空环境或由惰性气体供应站170提供惰性气体环境。最重要的是通过使用真空泵160和惰性气体供应站170调整腔室110和打印室180内的压力和压力差。

双层过滤板131为上下设置的两层泡沫陶瓷过滤板，上层过滤板的型号为50ppi，下层过滤板的型号为30ppi。使用时泡沫陶瓷过滤板周围有密封陶瓷纤维衬垫，这样有助于过滤板在净化室130内的密封安装，确保没有金属液旁流。根据中华人民共和国有色金属行业标准，30ppi对应的孔密度为27～33，即任意25.4mm长度上的孔数为27～33，50ppi对应的孔密度为47～53，即任意25.4mm长度上的孔数为47～53。

本申请实施例采用从右至左依次布置的熔炼室120、净化室130和储存室140的设计，目的在于实现金属熔体的连续供给。为了实现液态金属的全程温度控制，熔炼室120的外围设置有用于加热的感应线圈121，储存室140和净化室130、打印喷嘴150的外围均设置有用于保温的加热元件132；熔炼室120、净化室130和储存室140的外表面均设置有保温层122；熔炼室120内还设置有用于监控温度的热电偶124。

其中，熔炼室120的感应线圈121主要用来加热熔化固态金属原料，比如根据3D打印需要熔化7150铝合金的原料，并配合旋转喷射搅拌器123进行除气，得到所需的铝熔体。净化室130的目的是去除液态金属内的杂质，包括金属杂质和非金属杂质等，杂质主要来源于块状原料及熔化室内表面及顶盖耐火材料的脱落，另外，熔炼室120内旋转喷射搅拌器123旋转喷吹后产造渣，这些渣或杂质会随着液态金属进入到净化室130，经净化处理后的纯净液态金属流入到储存室140，供3D打印所用。

另外，本申请实施例的供液系统100还包括设置于腔室110外的信号处理器142和设置于储存室140内的激光液位计141，熔炼室120和净化室130之间的连通通道内设置有用于实现连通或隔离的自动开合孔塞125，自动开合孔塞125与信号处理器142连接，信号处理器142与激光液位计141连接，激光液位计141实时监控储存室140内的金属液面高度，将信号反馈给信号处理器142，信号处理器142控制控制自动开合孔塞125的开合。储存室140及配套的激光液位计141等设计目的是为了保持稳定的金属液态液面，保证工艺参数的稳定，确保3D打印过程中液流稳定。

相应的，本申请实施例还提供一种基于上述供液系统100实现本申请实施例的用于生产高均匀性航空材料的液态3D打印供液方法，其具体包括以下过程：

S1：将块状金属原料装入熔炼室120内，打开熔炼室120的感应线圈121的加热开关，将金属加热到指定温度以熔化金属，利用热电偶124监控熔炼室120的温度。

S2：待金属原料全部熔化后，开始进行除气处理，具体是打开旋转喷射搅拌器123的开关，使其开始工作，并通入氩气或氯气除气一段时间，得到金属液。

S3：打开自动开合孔塞125，金属液通过连通通过流入净化室130内，依次通过双层过滤板131进行除渣净化处理，得到金属熔体。

S4：金属熔体流入储存室140内准备打印，通过真空泵160和惰性气体供应站170调整腔室110和打印室180内的压力和它们的压差进行3D打印。

S5：随着3D打印的进行，储存室140内的金属液面开始下降，激光液位计141将信号反馈给信号处理器142，信号处理器142自动控制自动开合孔塞125处于打开状态，液态金属从净化室130内自动流入储存室140内，保持液面高度稳定。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

请参看图1，本实施例提供的一种基于供液系统100实现的用于生产7150铝合金航空材料的液态3D打印供液方法，其按以下步骤进行：

S1：通过真空泵160从腔室110抽真空，按照7150铝合金成分配比配制铝合金原料，即Si：0.12％、Fe：0.15％、Cu：1.9～2.5％、Mn：0.1％、Mg：2.0～2.7％、Cr：0.04％、Zn：5.9～6.9％、Zr：0.08～0.15％、Ti：0.15％、其他杂质总量0.15％，将块状或粉状的铝合金原料装入熔炼室120内，打开熔炼室120的加热开关，将原料加热到指定温度以熔化金属，利用热电偶124监控熔炼室120的温度。

S2：待铝合金原料全部熔化后，温度达到720℃后开始进行除气处理，打开旋转喷射搅拌器123，搅拌并通入氩气除气30min，得到金属液。

S3：打开自动开合孔塞125，金属液流入净化室130内，依次通过双层过滤板131进行除渣净化处理，得到金属熔体。

S4：金属熔体流入储存室140内准备打印，通过真空泵160从腔室110和打印室180内抽真空，调整控制打印室180的真空度为45kpa，腔室110和打印室180的压差控制在20kpa。

S5：随着3D打印的进行，储存室140内的金属液面开始下降，激光液位计141将信号反馈给信号处理器142，信号处理器142自动控制自动开合孔塞125处于打开状态，液态金属从净化室130内自动流入储存室140内，保持储存室140内的液面高度始终稳定为20cm。

实施例2

本实施例提供的一种基于供液系统100实现的用于生产7150铝合金航空材料的液态3D打印供液方法，该方法除了S4步骤不同于实施例1，供液系统100及供液方法的S1、S2、S3均同实施例1。

本实施例中，控制打印室180真空度为20kpa，腔室110为氩气，压差控制在30kpa。

实施例3

本实施例提供的一种基于供液系统100实现的用于生产7150铝合金航空材料的液态3D打印供液方法，该方法除了供液方法的S4步骤不同于实施例1外，供液系统100及供液方法的S1、S2、S3均同实施例1。

本实施例中，打印室180通入氩气，压力为10kpa，腔室110通入氩气，压力为20kpa，压差控制在10kpa。

对比例1

本对比例提供的一种基于供液系统100实现的用于生产7150铝合金航空材料的液态3D打印供液方法，该方法除了S4步骤不同于实施例1外，供液系统100及供液方法的S1、S2、S3均同实施例1。

本对比例中，控制打印室180通入氩气，腔室110通入氩气，压力为60kpa，压差控制在50kpa。

以下对实施例1～3和对比例1的工艺区别及3D打印样品进行检测分析，结果如下表1所示。

表1工艺区别及样品检测结果

通过表1的结果可以发现，实施例1～3可以打印得到质量优异的3D打印产品，但是对比例1制得的产品气孔率明显较多，密度较低。

综上所述，本申请实施例的用于生产高均匀性航空材料的液态3D打印供液方法及其供液系统，实现连续稳定的提供高纯净度液态金属，满足大规格、高性能3D打印产品的需求。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于生产高均匀性航空材料的液态3D打印的供液系统，其特征在于，其包括惰性气体供应站、真空泵，以及设置高度依次降低的熔炼室、净化室、储存室和打印室，所述熔炼室、所述净化室和所述储存室位于同一腔室内且顺次连通，所述惰性气体供应站和所述真空泵分别与所述腔室和所述打印室连通；所述熔炼室内设置有用于旋转搅拌和喷射除气气体的旋转喷射搅拌器，所述净化室和所述储存室之间的连通通道内设置有双层过滤板，所述储存室的底部设置有打印喷嘴，所述打印喷嘴的喷射方向朝向所述打印室内；

还包括设置于所述腔室外的信号处理器和设置于所述储存室内的激光液位计，所述熔炼室和所述净化室之间的连通通道内设置有用于实现连通或隔离的自动开合孔塞，所述自动开合孔塞与所述信号处理器连接，所述信号处理器与所述激光液位计连接，所述激光液位计实时监控所述储存室内的金属液面高度，将信号反馈给所述信号处理器，所述信号处理器控制所述自动开合孔塞的开合；

所述双层过滤板为上下设置的两层泡沫陶瓷过滤板，上层过滤板的型号为50ppi，下层过滤板的型号为30ppi。

2.根据权利要求1所述的供液系统，其特征在于，所述储存室与所述打印喷嘴通过卡槽固定连接，并采用耐火材料进行粘结密封。

3.根据权利要求1所述的供液系统，其特征在于，所述打印喷嘴包括呈矩阵排列的若干喷嘴。

4.根据权利要求1所述的供液系统，其特征在于，所述熔炼室的外围设置有用于加热的感应线圈，所述储存室和所述净化室、所述打印喷嘴的外围均设置有加热元件；

和/或，所述熔炼室、所述净化室和所述储存室的外表面均设置有保温层；

和/或，所述熔炼室内设置有用于监控温度的热电偶。

5.一种基于权利要求1所述的供液系统的液态3D打印供液方法，其特征在于，包括以下步骤：

使熔炼室、净化室和储存室的设置高度依次降低，并控制所述熔炼室、所述净化室和所述储存室内的压力相同；

将固体金属原料在熔炼室内熔化、除气，得到金属液；

使所述熔炼室内的所述金属液在重力作用下自动流入净化室进行除渣净化处理，得到金属熔体，并在重力作用下自动流入储存室；

利用所述储存室和打印室之间的压力差，使所述储存室内的金属熔体向打印室内喷射进行3D打印，在打印过程中，所述储存室的压力大于所述打印室的压力，且二者的压差为10kpa~30kpa，所述打印室内的压力为-90kpa~10kpa。

6.根据权利要求5所述的液态3D打印供液方法，其特征在于，控制所述熔炼室和所述净化室之间实现连通或隔离，当所述储存室内的金属液面开始下降，控制所述熔炼室和所述净化室之间处于连通状态，所述熔炼室内的所述金属液自动流入所述净化室再自动流入所述储存室内，保持所述储存室内的金属液面高度恒定。

7.根据权利要求5所述的液态3D打印供液方法，其特征在于，通过抽真空和/或通入惰性气体的方式调节所述储存室和/或所述打印室内的压力。

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