CN204939634U - 金属件快速成型用打印头和打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属件快速成型用打印头和打印装置，所述打印头包括本体、多喷嘴、第一电极和第二公共电极，打印头处于工作状态下，电镀液经过多喷嘴喷出，依次经过第一电极和第二公共电极。所述打印装置采用上述打印头，所述打印方法在电镀液进行电化学沉积或电解刻蚀过程中，使电镀液带电，在需要打印的位置处，电镀液直接喷射至该位置上；在不需要进行打印的位置上，通过改变电镀液的电特性，使电镀液在流经偏转电场时，电镀液发生偏转，使电镀液不出现在不需要打印的位置上喷出。本实用新型克服了现有技术中的金属件3D打印机打印效率和精度低的不足，实现快速、高质量、高精度打印三维金属件。

Description

金属件快速成型用打印头和打印装置

技术领域

本实用新型涉及快速成型技术领域，尤其涉及一种金属件快速成型用打印头和打印装置。

背景技术

快速成型技术可以实现在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下，直接接受产品设计(CAD)数据，快速制造出新产品的样件、模具或模型。其基本原理是“分层制造，逐层叠加”，类似于数学上的积分过程。

随着快速成型技术的飞速发展，目前主要通过如下几种方式来实现3D打印：

1、SLA主体光刻造型技术

技术原理：用特定波长与强度的激光聚集到光固化材料表面，使之由点到线，由线到面的顺序凝固。然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一层面，不断重复该过程，直至成型。

2、SLS选择性激光烧结技术

技术原理：首先铺一层粉末材料，将材料预热到将要融化点，再使用激光在该层面上扫描，使粉末的温度升至融化点，然后烧结形成粘结，不断重复该过程，直至成型。

3.3DP三维粉末粘结技术

技术原理：通过使用液态连接体，将铺有粉末的各层固化，逐层创建出三维实体原型。

4.按需供墨多喷嘴喷墨打印技术

使用的油墨是UV固化墨。喷头的供墨方式是按需供墨(DropOnDemand)方式。喷头移动实现平面的扫描喷印，由与喷头固定在一起的UV灯实现油墨固化。

5.FDM熔积成型技术

该方法使用丝状材料(石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝)为原料，利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度(约比熔点高1℃)，在计算机的控制下，喷头作x-y平面运动，将熔融的材料涂覆在工作台上，冷却后形成工件的一层截面，一层成形后，喷头上移一层高度，进行下一层涂覆，这样逐层堆积形成三维工件。日常常见的入门级3D打印技术是利用塑料丝的融化粘接、堆积进行塑料模型的快速成型。

其中，金属零部件的3D打印快速成型技术是信息化与机械化高度融合的标志性技术之一。SLS选择性激光烧结技术虽然能够用于大型金属零部件的3D打印，但是激光熔融所制造的零件表面粗糙，实现3D堆积的密度较低，尺寸精度较差，远不能满足精密机械零部件制造的要求。同时激光设备的价格昂贵，能耗也大。

而SLA主体光刻造型技术，虽然能够为产品的前期设计与后期的修改提供3D实物，但是，产品的材质都不是金属类。

直接快速打印出金属件，是世界3D打印领域的研究热点之一。经过检索，可以发现国内也先后出现一些关于金属件快速打印的专利公开文件。其中，有关于采用电解刻蚀、电镀堆积进行金属件快速成型的技术。

中国专利申请第201310457824.7号，公开了一种电解刻蚀电镀堆积3D打印机，其包括X轴轨道架,Z轴轨道架,Y轴轨道架,万向数控转向架，导电底板,安装在万向数控转向架上的同轴套管打印头,与同轴套管打印头外管相连的回流外软管,与同轴套管打印头内管相连的自流内软管,装有电解液的储液槽,金属电极块,安装在回流外软管末端回吸电解液到储液槽的数控吸泵。该3D打印机通过金属电极块、电解质溶液、导电底板、直流电源构成电解装置，用电解质溶液电解在导电底板析出金属镀层作为堆积打印材料，或使导电底板与同轴套管打印头的电解质溶液接触部分发生氧化反应，金属铁导电底板逐渐被刻蚀，实现刻蚀阴模制作。

通过阅读第201310457824.7号的公开文件，本申请人发现上述技术方案是在同轴套管打印头罩设下进行逐点打印，打印效率依旧较低，且打印精度十分的低，仅适合打印体积较大、精度要求较低、结构较简单的金属件。

中国专利申请第201410418989.8号，公开了一种点阵阳极式电还原金属沉积零件3D打印装备，包括有计算机数控系统、装备基座、阳极数控垂直升降机构、以及电沉积系统，该电沉积系统包括有阳极、金属离子溶液工作槽、电化学电源、循环泵、过滤器、阴极以及工作时构成导电连接的工作基板，设有一水平x和y轴方向点阵分布状的阳极台面，每个点阵处均固定设有阳极并相互绝缘形成点阵分布式阳极台柱，该阳极台面朝向阴极及其工作时构成导电连接的工作基板，并与之形成能让金属离子溶液流转的缝隙配合，所有阳极均并联的与其电化学电源连接，所有阳极均为非溶性阳极，阳极台柱中还设有点阵分布的阳极输液通道与带压的金属离子溶液输送装置连通，计算机数控系统将待成型工件的三维图像数据转换为水平x和y轴方向点阵和垂直步进的三维控制数据，其控制信号一路与控制各阳极和电化学电源通断的电源智能控制处理器连接，控制信号另一路与控制阳极垂直升降的阳极数控升降机构的数控处理器连接。

电镀(电铸)技术是一种电化学技术，是一种基于金属离子在阴极发生电化学沉积原理制取产品的一种加工技术。电镀液中的金属正离子在电场的作用下，有序的迁移到阴极，使阴极获得电子还原成原子，并沉积在阴极表面。而电镀(电铸)作业工装设备相对简单，成本低廉，而就离子尺度上进行的沉积技术而言，电镀(电铸)的生产率最高，沉积密度最高。

通过阅读第201410418989.8号的公开文件，本申请人发现该技术方案与第201310457824.7号的技术方案是属于同一技术构思，只不过第201410418989.8号进一步将第201310457824.7号的单根同轴套管打印头改进为点阵分布式阳极台柱(多根同轴套管打印头并联)，虽然一定程度上提高了打印效率，但是仍旧无法提高打印精度，且也仅适合打印体积较大、精度要求较低、结构较简单的金属件。

本申请人为克服现有技术中的金属件3D打印机打印效率低的不足，致力于开发一种新的金属件快速成型用打印头和打印装置，实现快速、高精度打印三维金属件。

实用新型内容

本实用新型的目的，就是提出一种金属件快速成型用打印头和打印装置，克服现有技术中的金属件3D打印机打印效率低的不足，实现快速、高精度打印三维金属件。

本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种金属件快速成型用打印头，包括本体、多喷嘴，所述多喷嘴设置在所述本体上。

其中，所述打印头还包括用于控制通过所述多喷嘴的电镀液呈非电中性的第一电极和用于使呈非电中性的电镀液偏转的第二公共电极。

打印头处于工作状态下，所述电镀液经过所述多喷嘴喷出，依次经过所述第一电极和所述第二公共电极。

本实用新型如上研发的一种新的金属件快速成型用打印头，可以实现电镀液在连续喷出的过程中，快速实现进行电镀液的偏转，控制电镀液是否参与3D打印。并且，由于本实用新型可以通过第一电极使电镀液呈非中性，再通过第二公共电极使呈非中性的电镀液发生偏转，所以具有了机械阀门或传统控制方法所难以比拟的反应速度和工作频率，克服了现有技术中的金属件3D打印机打印效率低的不足，实现快速、高精度打印三维金属件。

进一步的，本实用新型的金属件快速成型用打印头还包括用于承接被偏转的电镀液的回收用的回收槽，所述回收槽设置在所述第二公共电极的一侧。

本实用新型通过加设回收槽承接偏转电镀液，有利于对未参与3D打印的电镀液进行持续回收，提高电镀液的利用率。

进一步的，本实用新型的金属件快速成型用打印头还包括一安装底板，所述本体、第二公共电极和回收槽设置在所述安装底板的同一侧面上，所述多喷嘴上的每一个喷出电镀液的喷口处对应设置有一个所述第一电极。

电镀液回收状态下，所述电镀液通过所述多喷嘴各个喷口喷出，启动对应所述第一电极使所述多喷嘴喷出的电镀液的电特性呈非中性，在经过所述第二公共电极，电镀液偏转流入所述回收槽中。

本实用新型进一步将本体、第二公共电极和回收槽预先集成在安装底板的同一侧面上，方便打印头的使用，同时也使得整体结构更加紧凑可靠。

进一步的，本实用新型所述第一电极为感应电极；所述第二公共电极包括第一高压公共极板和第二高压公共极板，所述第一高压公共极板和所述第二高压公共极板相向设置，中间形成一供所述电镀液穿过的窄缝。

本实用新型进一步具体选用的感应电极、第一高压公共极板和第二高压公共极板。在第一高压公共极板和第二高压公共极板的窄缝中始终存在高压电场。通过改变第一电极即感应电极的工作状态可以有效的控制电镀液之电特性在呈电中性与非电中性间进行切换，继而控制通过窄缝的电镀液柱是需要发生偏转，最终达到控制电镀液是否参加3D打印目的。

在所述电镀液进行电化学沉积或电解刻蚀过程中，由控制系统根据某一时刻参与3D打印的电镀液柱的个数(即第一电极工作的个数)，对总的电镀电流输出值作有效及时的调控，使每一参与3D打印的电沉积点或者电解刻蚀点的几何尺寸，在整个3D打印过程中始终保持一致。

进一步的，本实用新型的所述第一电极和所述第二公共电极还可以是集成在同一块感应电极上，通过控制所述感应电极的极性切换使得电镀液呈非电中性和向一侧偏转。

进一步的，本实用新型的所述第一电极和所述第二公共电极还可以是所述第一电极为感应电极，所述第二公共电极为单一公共电极极板。

本实用新型具体提出的上述另外两种设计方式，一种是将高压公共极板简化为一块；一种是将两块高压公共极板都简化掉，第一电极起到感应充电和使电镀液偏转的两个功能。

另外，本实用新型还提供了一种金属件快速成型用打印装置，包括控制系统、加压泵、打印头、电镀液箱、第一电镀极板、第二电镀极板和电镀电源，所述电镀电源的一端与所述第一电镀极板连接，所述电镀电源的另一端与所述第二电镀极板连接，所述第一电镀极板放置在所述电镀液箱中，所述第二电镀极板的一侧面面向所述打印头，所述电镀液箱中的电镀液通过所述加压泵泵送至所述打印头，由所述打印头喷出所述电镀液至所述第二电镀极板的一侧面上进行电化学沉积或电解刻蚀。

其中，本实用新型所采用的打印头为上述的金属件快速成型用打印头。

本实用新型的金属件快速成型用打印装置可通过打印头连续喷出电镀液至第二电镀极板上进行3D金属件的快速打印，通过控制电镀液是否偏转决定某一小段的电镀液是否参与打印。因为电镀液本身可一直保持连续喷出，仅通过感应电极控制电镀液的偏转，即可实现对某打印点进行相应的电化学沉积或电解刻蚀。本实用新型相对于现有技术中的金属件3D打印机来说，打印头的结构已经有了实质性的区别，打印效率也得到了大大提升，能够有效实现快速、高精度打印三维金属件。

进一步的，本实用新型所述打印头为多个，多个所述打印头交错排列在一安装板的两侧面上。

本实用新型的打印头可以实现多个交错排列设置，扩展打印区域，进一步提高本实用新型的适用范围、打印效率和打印精度。

进一步的，本实用新型所述打印头的所述多喷嘴垂直朝上或垂直朝下或倾斜朝下设置，所述第二电镀极板的一侧面面向所述多喷嘴。

本实用新型将所述多喷嘴垂直朝上设置，则所述第二电镀极板相应的置于所述多喷嘴上方，形成3D打印零件上置式打印装置，打印到所述第二电镀极板上的电镀液不易扩散到目标周边区域，打印精度更高。

本实用新型将所述多喷嘴垂直朝下设置，则所述第二电镀极板相应的置于所述多喷嘴下方，形成3D打印零件下置式打印装置，便于电镀液的回收处理。

本实用新型将所述多喷嘴倾斜朝下设置，则所述第二电镀极板相应的置于所述多喷嘴下方，与水平面呈一定角度倾斜，形成3D打印零件偏置式打印装置，即便于电镀液的回收处理，也能够一定程度上的降低电镀液扩散到目标周边区域的程度，提高打印精度。

进一步的，本实用新型的金属件快速成型用打印装置还包括敞口的电镀液回收箱和回收泵，所述第二电镀极板设置在所述电镀液回收箱中，所述打印头还包括用于承接被偏转的电镀液回收用的回收槽，所述回收槽的槽口朝向所述第二公共电极，所述电镀液通过所述回收槽和所述电镀液回收箱，由所述回收泵泵送回所述电镀液箱。

本实用新型进一步提出了电镀液回收箱和回收泵，对电镀液进行有效回收和循环利用。

另外，本实用新型还提供了一种金属件快速成型打印方法，使用电镀液逐层形成电化学沉积或电解刻蚀，进行金属件的打印。

其中，在所述电镀液进行电化学沉积或电解刻蚀过程中，控制所述电镀液的电特性。

在需要进行所述电镀液打印的位置，所述电镀液直接喷射至该位置上，完成该位置的打印。

在不需要进行打印的位置处，改变喷出所述电镀液的电特性，使得所述电镀液发生偏转，使电镀液不出现在不需要打印的位置上。

本实用新型提出的是一种新的金属件快速成型打印方法，其采用的是应用电镀液逐层形成电化学沉积或电解刻蚀，进行金属件的打印：在同一打印层面上，需要打印的位置，所述电镀液直接喷射至该位置上，完成该位置的打印；在不需要打印的位置上，通过控制喷出的所述电镀液的电特性使其呈非电中性，再通过加以高压电场使其经过时发生偏转，继而使所述电镀液不出现在不需要3D打印的位置上，打印速度快，精度高。

进一步的，本实用新型的金属件快速成型打印方法在所述电镀液进行电化学沉积或电解刻蚀过程中，由控制系统根据某一时刻参与3D打印的电镀液柱的个数，对总的电镀电流输出值作有效及时的调控，使每一参与3D打印的电沉积点或者电解刻蚀点的几何尺寸，在整个3D打印过程中始终保持一致。

进一步的，本实用新型的金属件快速成型打印方法利用上述打印装置进行金属件的打印。

本实用新型采用上述打印装置进行金属件的打印方法，主要的打印原理是：从多喷嘴各个喷口喷出的多道电镀液先后通过各自的第一电极和第二公共电极，然后进入3D打印区域；在需要打印的位置上，电镀液直接喷射至第二电镀极板上，构成一个电镀点，形成电化学沉积或电解刻蚀的过程，与现有的电镀式金属件快速打印的过程相似。主要不同之处在于不需要打印的位置上，通过启动第一电极带电，使多喷嘴喷出的电镀液通过第一电极时感应，使电镀液的电特性发生改变，在随后通过第二公共电极时，在第二公共电极所存在的高压电场作用下会发生偏转，快速有效的改变电镀液的流向，使得电镀液不参与3D打印，而是进行回收利用。本实用新型通过独创方式控制电镀液的流向，根据预设打印件的数据，对各层各点进行打印和不打印的快速切换，继而最终实现金属件快速打印成型。

综上所述，本实用新型金属件快速成型用打印头和打印装置包括但不限于以下一点或数点有益效果：

1、本实用新型克服了现有技术中的金属件3D打印机打印效率低的不足，能够实现快速、高精度打印三维金属件。

2、本实用新型打印出来的金属件无需后期处理。

3、本实用新型的堆积速度快，远比常规的3DP三维粉末粘结技术快，且易于控制。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为具体实施例打印头的结构示意图。

图2为具体实施例多个打印头拼接打印的状态示意图。

图3为具体实施例3D打印零件下置式打印装置的立体结构示意图。

图4为具体实施例3D打印零件上置式打印装置的立体结构示意图。

图5为具体实施例3D打印零件偏置式打印装置的立体结构示意图。

图6为打印头的另一简化设计结构示意图。

图7为打印头的又一简化设计结构示意图。

附图标号说明：

打印头10，本体11，多喷嘴12，安装底板13，第一电极14，第二公共电极15，第一高压公共极板151，第二高压公共极板152，回收槽16，安装板17,控制系统20，加压泵30，电镀液箱40，第一电镀极板50，第二电镀极板60，3D打印零件601，电镀电源70，电镀液回收箱80，回收泵90，二维位移系统100。

具体实施方式

实施例一

本实施例公开了一种金属件快速成型用打印头10，包括本体11和多喷嘴12，多喷嘴12设置在本体11上。

如图1所示，本实施例的打印头10还包括：安装底板13，用于控制通过多喷嘴12喷出的电镀液其电特性的第一电极14，用于使电特性呈非中性的电镀液发生偏转的第二公共电极15，以及用于承接被偏转的电镀液回收用的回收槽16。

本实施例的本体11、多喷嘴12、第一电极14、第二公共电极15和回收槽16如图1所示由上至下依次设置在安装底板13的同一侧面上，回收槽16设置在第二公共电极15的下方一侧，每一多喷嘴12上的每一个喷出电镀液的喷口处设置有一个第一电极14。

在打印头工作状态下，所述电镀液经过多喷嘴12各喷口喷出，依次经过对应第一电极14和第二公共电极15，最后根据预设数据电镀液喷射至3D打印区域中参与打印，或偏转进入回收槽16中进行回收，不参与打印。

示例性的，本实施例的本体11和多喷嘴12组合可以选用常规的带多喷嘴的喷头，第一电极14选用U型感应电极，通过可拆卸方式设置在多喷嘴12旁。

本实施例的第二公共电极15包括第一高压公共极板151和第二高压公共极板152，第一高压公共极板151和第二高压公共极板152成对相向设置，中间形成一供所述电镀液穿过的窄缝，在第一高压公共极板151和第二高压公共极板152之间的窄缝中有稳定的高压电场。

示例性的，本实施例的第一高压公共极板151和第二高压公共极板152如图1所示进行设置，第一高压公共极板151斜向于回收槽16槽口的位置设置，方便电镀液偏转时直接进入回收槽16。在电镀液回收状态下，所述电镀液通过多喷嘴12各个喷口喷出，启动对应第一电极使所述多喷嘴喷出的电镀液的电特性呈非中性，在经过第一高压公共极板151和第二高压公共极板152之间的窄缝中的高压电场时，电镀液偏向第一高压公共极板151一侧直接流入所述回收槽中。

当然了，在其他具体实施方式中，本实施例的安装底板可以是如图1所述的金属平板也可以设置成其他形态的安装底板。本实施例的第一电极还可以选用其他形态的电极，可以根据需要设置为正电极或负电极，除了可拆卸方式设置在多喷嘴旁，还可以固联在多喷嘴旁。

在其他具体实施方式中，如图6所示，本实用新型的所述第一电极和所述第二公共电极还可以是所述第一电极为感应电极，所述第二公共电极为单一公共电极极板。相比于实施例一中的第二公共电极，图6所示的第二公共电极去掉了第二高压公共极板。原理是：第二高压公共电极上处于与第一电极相同电位。电镀液线在前进的方向上受到感应电极异性电荷的吸引而使前进轨迹发生偏转。

在其他具体实施方式中，如图7所示，本实用新型的所述第一电极和所述第二公共电极还可以是集成在同一块感应电极上，通过控制所述感应电极的极性切换使得电镀液呈非电中性和向一侧偏转。相比于实施例一中的第一电极和第二公共电极，图7所示的第一电极和第二公共电极是共用一块感应电极的，其沿着电镀液线方向加长。原理是：该感应电极如果是带正电的话，在电镀液线上感应出负电荷，沿该感应电极的长度方向，电镀液线会受到该感应电极的吸引而发生偏转。

此外，本实施例的多喷嘴上的喷口数量和口径大小可以根据实际需要设置，优选将全部喷口间歇均匀的排列在同一直线上。

本实施例的金属件快速成型用打印头可以直接应用在现有的一些快速成型打印装置上，替换其原先的打印头，即可实现金属件快速成型打印。

实施例二

如图2所示，本实施例提出了一种金属件快速成型用打印装置，包括控制系统20、加压泵30、打印头10、电镀液箱40、第一电镀极板50、第二电镀极板60和电镀电源70，电镀电源70的一端与第一电镀极板50连接，电镀电源70的另一端与第二电镀极板60连接，第一电镀极板50放置在电镀液箱40中，第二电镀极板60的一侧面面向打印头10，电镀液箱40中的电镀液通过加压泵30泵送至打印头10，由打印头10喷出所述电镀液至第二电镀极板60的一侧面上进行电化学沉积或电解刻蚀。

其中，本实用新型所采用的打印头10为上述的金属件快速成型用打印头，打印头10的具体结构可直接参考实施例一中的内容，此次不再赘述。

具体的，如图2所示，本实施例的打印头10的多喷嘴12垂直朝下设置，第二电镀极板60的一侧面面向多喷嘴12，第二电镀极板60水平布置在打印头10正下方。

示例性的，如图2所示，本实施例的金属件快速成型用打印装置还包括敞口的电镀液回收箱80、回收泵90、机架(图中未示出)和二维位移系统100。

如图2所示，本实施例第二电镀极板60水平设置在电镀液回收箱80中，打印头10中的回收槽16的槽口朝向第二公共电极15，所述电镀液通过回收槽16和电镀液回收箱80，由回收泵90泵送回电镀液箱40。

如图2所示，本实施例的二维位移系统100设置在所述机架上，打印头10设置在二维位移系统100上，通过二维位移系统100驱动打印头10相对于第二电镀极板60做左右和上下移动。

如图2所示，本实施例的控制系统20选用计算机，第一电镀极板50选用铜板作为阳极，第二电镀极板60选用石墨导电板作为阴极，第一电镀极板50外接电镀电源70的正极，第二电镀极板60外接电镀电源的负极，控制系统20控制连接二维位移系统100、加压泵30、回收泵90、第一电极14、第二公共电极15和电镀电源70，技术人员可以在控制系统20上输入3D模型数据，由控制系统20识别后自动控制打印头10在第二电镀极板60上进行逐层材料电化学沉积打印完成各种形状的金属件601。

本实施例采用的打印头10的多喷嘴12各喷口呈一直线间距均匀设置。而在其他具体实施方式中，为了适用更宽的对应区域或提高打印速度或精度，可以采用多个打印头进行串联组合使用。其中，本实用新型提出了一种优选的打印头串联组合结构：如图3(图3仅示出主体11和多喷嘴12部分)所示将多个打印头10交错排列在一安装板17的两侧面上，便于实现相邻多喷嘴12之间间距均匀布置。

当然了，本实施例的机架、控制系统、二维位移系统、加压泵、电镀液箱、第一电镀极板、第二电镀极板、电镀电源和电镀液回收箱等部件均可以直接进行市场外购，再按照本实用新型的教导进行组装应用，或在现有的打印装置上安装本实用新型的教导进行相应的改装即可，此处不再赘述。

在其他具体实施方式中，还可以是打印头固定不动，将第二电镀极板设置在二维位移系统上，改为驱动第二电镀极板做左右和上下移动。本实施例是利用电化学沉积原理进行金属的3D打印，如果将第一电镀极板和第二电镀极板的位置互换，则可以变为利用电解刻蚀的方式进行金属的3D打印。

本实施例采用的是如图2所示的3D打印零件下置式打印装置，在其他实施例中，本实用新型还可以是将所述打印头的所述多喷嘴垂直朝上设置成如图4所示的3D打印零件上置式打印装置，或将所述打印头的所述多喷嘴倾斜朝下设置成如图5所示的3D打印零件偏置式打印装置，相应的第二电镀极板等部件做如图所示的适应性调整即可，此处不再赘述。

示例性的，利用本实施例上述的金属件快速成型用打印装置打印金属件,选用的电镀液的成分如下：

具体打印过程如下：

1、在控制系统20中输入金属件的3D数据，由控制系统20识别3D数据后生成对应的控制信号发送至相应的部件上。

2、启动二维位移系统100将打印头10移至指定位置上，启动电镀电源70。

3、启动第一电极14、第二公共电极15和加压泵30，其中处于多喷嘴不同喷口处的不同第一电极并非统一启闭，而是根据控制信号进行各自相应的启闭：

对于需要进行打印的点，不启动对应该点位置的第一电极，未启动第一电极的喷口喷出的电镀液呈电中性，电镀液直接垂直射向第二电镀极板上指定的点，实现电化学沉积，构成一个电镀点，完成一个点的堆积，失去阳离子的电镀液液体从电镀液回收箱经回收泵回到电镀液箱。

对于不需要进行打印的点，启动对应该点位置的第一电极，已启动第一电极对应的喷嘴喷出的电镀液，受第一电极的感应，电镀液的电特性呈非中性，该电镀液进入第一高压公共极板和第二高压公共极板之间的窄缝时，在高压电场的作用下发生偏转，转而进入回收槽，不参与3D打印，再由回收泵泵送回电镀液箱循环使用。

4、通过二维位移系统100带动打印头10移动，完成该层的堆积。当某一层电镀(电铸)堆积结束后，控制系统20控制二维位移系统100移动，开始另一层的堆积。而高度方向是否移动，将根据电镀液的射程，压力等因素而定，不一定每堆积完一层就要移动一次。

5、打印结束，三维金属件打印成型，将其从第二电镀极板60上取下。

实施例三

本实施例提出了一种金属件快速成型打印方法，使用电镀液逐层形成电化学沉积或电解刻蚀，进行金属件的打印，在所述电镀液进行电化学沉积或电解刻蚀过程中，控制所述电镀液的电特性。

在需要进行所述电镀液打印的位置，所述电镀液直接喷射至该位置上，完成该位置的打印。

在不需要进行打印的位置处，改变喷出所述电镀液的电特性，使得所述电镀液发生偏转，使电镀液不出现在不需要打印的位置上。

具体的，本实施例是在实施例二中所描述的打印装置进行金属件的打印(具体结构和具体使用过程可直接参考实施例二的描述，此处不再赘述)，所述电镀液进行电化学沉积过程中，通过控制每一第一极板14的启闭，选择性的使对应喷出的电镀液是否带电进入第二公共电极15的电场，使得电镀液在需要打印的位置上进行堆积，在不需要打印的位置上偏转进入回收槽。

在所述电镀液进行电化学沉积或电解刻蚀过程中，由控制系统根据某一时刻参与3D打印的电镀液柱的个数，对总的电镀电流输出值作有效及时的调控，使每一参与3D打印的电沉积点或者电解刻蚀点的几何尺寸，在整个3D打印过程中始终保持一致。

以上述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种金属件快速成型用打印头，包括本体和多喷嘴，所述多喷嘴设置在所述本体上；其特征在于：所述打印头还包括用于控制通过所述多喷嘴的电镀液呈非电中性的第一电极和用于使呈非电中性的电镀液偏转的第二公共电极；打印头处于工作状态下，所述电镀液经过所述多喷嘴喷出，依次经过所述第一电极和所述第二公共电极。

2.如权利要求1所述的金属件快速成型用打印头，其特征在于：所述打印头还包括用于承接被偏转的电镀液的回收用的回收槽，所述回收槽设置在所述第二公共电极的一侧。

3.如权利要求2所述的金属件快速成型用打印头，其特征在于：所述打印头还包括一安装底板，所述本体、第二公共电极和回收槽设置在所述安装底板的同一侧面上，所述多喷嘴上的每一个喷出电镀液的喷口处对应设置有一个所述第一电极；电镀液回收状态下，所述电镀液通过所述多喷嘴各个喷口喷出，启动对应所述第一电极使所述多喷嘴喷出的电镀液的电特性呈非中性，在经过所述第二公共电极，电镀液偏转流入所述回收槽中。

4.如权利要求1-3任一项所述的金属件快速成型用打印头，其特征在于：所述第一电极为感应电极；所述第二公共电极包括第一高压公共极板和第二高压公共极板，所述第一高压公共极板和所述第二高压公共极板相向设置，中间形成一供所述电镀液穿过的窄缝。

5.如权利要求1-3任一项所述的金属件快速成型用打印头，其特征在于：所述第一电极和所述第二公共电极集成在同一块感应电极上，通过控制所述感应电极的极性切换使得电镀液呈非电中性和向一侧偏转。

6.如权利要求1-3任一项所述的金属件快速成型用打印头，其特征在于：所述第一电极为感应电极，所述第二公共电极为单一公共电极极板。

7.一种金属件快速成型用打印装置，包括控制系统、加压泵、打印头、电镀液箱、第一电镀极板、第二电镀极板和电镀电源，所述电镀电源的一端与所述第一电镀极板连接，所述电镀电源的另一端与所述第二电镀极板连接，所述第一电镀极板放置在所述电镀液箱中，所述第二电镀极板的一侧面面向所述打印头，所述电镀液箱中的电镀液通过所述加压泵泵送至所述打印头，由所述打印头喷出所述电镀液至所述第二电镀极板的一侧面上进行电化学沉积或电解刻蚀；其特征在于：所述打印头为权利要求1-6任一项所述的金属件快速成型用打印头。

8.如权利要求7所述的金属件快速成型用打印装置，其特征在于：所述打印头为多个，多个所述打印头交错排列在一安装板的两侧面上。

9.如权利要求7所述的金属件快速成型用打印装置，其特征在于：所述打印头的所述多喷嘴垂直朝上或垂直朝下或倾斜朝下设置，所述第二电镀极板的一侧面面向所述多喷嘴。

10.如权利要求7-9任一项所述的金属件快速成型用打印装置，其特征在于：所述打印装置还包括敞口的电镀液回收箱和回收泵，所述第二电镀极板设置在所述电镀液回收箱中，所述打印头还包括用于承接被偏转的电镀液回收用的回收槽，所述回收槽的槽口朝向所述第二公共电极，所述电镀液通过所述回收槽和所述电镀液回收箱，由所述回收泵泵送回所述电镀液箱。