CN214053658U - 一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置，包括合金外壳、与合金外壳底部相螺接的密封盘、与密封盘中心相螺接的辅助气流盘，合金外壳的顶部从左到右依次开设有进料口、脉冲进气口与出气口，出气口的内腔顶部设置有电磁控制阀门，出气口的右侧合金外壳的内腔固接有微型电机，微型电机伸入出气口内腔的动力输出端连接有转动轴，转动轴远离微型电机的一端与合金外壳相相转动连接，微型电机的左右两侧均固接有阀板，合金外壳的内腔中心处开设有喷腔，喷腔的底部中心处螺纹连接有喷嘴，本实用新型设计结构合理，能够对进入的脉冲气流的量进行调节，从而能够精确的控制金属微滴的直径大小与出料速度。

Description

一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置

技术领域

本实用新型涉及增材制造技术领域，具体为一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置。

背景技术

金属微滴喷射增材制造技术是基于喷墨打印原理发展的一种3D打印技术。基于“离散-叠加”的成形原理，先控制液态金属生成均匀微滴，然后通过基板的运动使微滴沉积在基板的特定位置，实现逐点、逐层地堆积形成复杂的三维实体结构，根据均匀金属液滴产生原理和控制方式的不同,金属液滴喷射技术可以分为连续式喷射和按需式喷射两大类,尤其是按需式金属微滴喷射技术运用广泛，按需式金属微滴喷射是利用激振器在需要时产生压力脉冲,改变腔内熔体体积,迫使流体内部产生瞬间的速度和压力变化驱使单颗熔滴形成，按需式喷射时，一个脉冲仅对应一颗熔滴，因而具有喷射精确可控的优点，该技术具有工艺流程简单、生产成本低和成形件致密度高、力学性能好等优点，在微小金属零件快速成形、柔性电路打印、微电子封装等领域都具有广阔的应用前景。

现有专利号为CN 109047767 A公开的一种用于降低金属微滴直径的辅助气流式气动按需喷射装置，包括加热装置、喷射装置和辅助气路装置三大部分，加热装置主要由加热圈组成；喷射装置主要由合金外壳、喷头壳体、喷嘴和端盖等组成；辅助气流装置主要由辅助气流盘组成，在3D打印中，对于无法继续降低喷嘴直径的状况，该按需喷射装置可以通过调节辅助气路的气流，来完成降低微滴直径的效果，还可以对特殊金属喷射时容易氧化等特殊情况进行调节，有效提高了成型精度，保证了材料的原有性能，满足对不同条件下工作要求，但是，申请人认为上述申请中的按需喷射装置的出气口大小固定，不能够对进入喷腔的脉冲气流的量进行调节，从而不能够精确的控制金属微滴的直径大小与出料速度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置，包括合金外壳、与合金外壳底部相螺接的密封盘、与密封盘中心相螺接的辅助气流盘，所述合金外壳的顶部从左到右依次开设有进料口、脉冲进气口与出气口，所述出气口的内腔顶部设置有电磁控制阀门，所述出气口的右侧合金外壳的内腔固接有微型电机，所述微型电机伸入出气口内腔的动力输出端连接有转动轴，所述转动轴远离微型电机的一端与合金外壳相相转动连接，所述微型电机的左右两侧均固接有阀板，所述合金外壳的内腔中心处开设有喷腔，且喷腔的顶部与脉冲进气口和出气口均相连通，所述喷腔的底部中心处螺纹连接有喷嘴，所述辅助气流盘内腔中心处开设有喷孔，且喷孔的内侧壁与喷嘴相螺接。

优选的，所述进料口与脉冲进气口之间的合金外壳的表面开设有传感器接入口，以便于实时监测喷腔内的温度，从而减少了金属物料凝固的可能。

优选的，所述转动轴与合金外壳连接处设置有密封轴承，这样既能够提高出气口的密封性，同时也便于转动轴的转动。

优选的，所述阀板的表面呈向外凸起的弧形状结构，弧形状的阀板对空气起到导流作用，降低了气流对阀板的冲击力，从而对阀板起到保护作用。

优选的，所述喷腔的内腔底部呈漏斗状结构设置，所述喷腔的底部固接有导流片，可以将高速流过导流片的金属物料进行旋流，使金属物料在离心力作用下沿喷嘴快速喷出，加快了金属微滴形成的速度，从而提高了装置的工作效率。

优选的，所述导流片倾斜设置，相邻两个所述导流片之间的夹角为30°-45°，这样通过控制导流片之间的安装角度，控制离心力的大小，从而对金属微滴形成的速度进行调节。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置通过微型电机、转动轴与阀板组成一个气道调节结构，利用气道调节结构控制出气量的大小与速度，从而控制脉冲气流对金属微滴的冲击力，进而对金属微滴形成的直径大小进行控制，喷腔中的多个导流片形成一个旋流结构，利用旋流结构可以将高速流过导流片的金属物料进行旋流，使金属物料在离心力作用下沿喷嘴快速喷出，加快了金属微滴形成的速度，从而提高了装置的工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构剖面主视图；

图2为本实用新型的喷腔俯视图；

图3为本实用新型的阀板俯视图；

图中、1、合金外壳；2、密封盘；3、辅助气流盘；4、进料口；5、脉冲进气口；6、出气口；7、电磁控制阀门；8、微型电机；9、转动轴；10、阀板；11、喷腔；12、导流片；13、喷嘴；14、喷孔；15、密封轴承；16、传感器接入口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供的一种实施例。

本实施例中一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置，包括合金外壳1、与合金外壳1底部相螺接的密封盘2、与密封盘2中心相螺接的辅助气流盘3，合金外壳1的顶部从左到右依次开设有进料口4、脉冲进气口5与出气口6，进料口4与脉冲进气口5之间的合金外壳1的表面开设有传感器接入口16，以便于实时监测喷腔11内的温度，从而减少了金属物料凝固的可能，出气口6的内腔顶部设置有电磁控制阀门7，出气口6的右侧合金外壳1的内腔固接有微型电机8，微型电机8伸入出气口6内腔的动力输出端连接有转动轴9，转动轴9与合金外壳1连接处设置有密封轴承15，这样既能够提高出气口6的密封性，同时也便于转动轴9的转动，转动轴9远离微型电机8的一端与合金外壳1相相转动连接，微型电机8的左右两侧均固接有阀板10，合金外壳1的内腔中心处开设有喷腔11，且喷腔11的顶部与脉冲进气口5和出气口6均相连通，喷腔11的底部中心处螺纹连接有喷嘴13，辅助气流盘3内腔中心处开设有喷孔14，且喷孔14的内侧壁与喷嘴13相螺接。

本实施例中阀板10的表面呈向外凸起的弧形状结构，弧形状的阀板10对空气起到导流作用，降低了气流对阀板10的冲击力，从而对阀板10起到保护作用。

本实施例中喷腔11的内腔底部呈漏斗状结构设置，喷腔11的底部固接有导流片12，可以将高速流过导流片12的金属物料进行旋流，使金属物料在离心力作用下沿喷嘴13快速喷出，加快了金属微滴形成的速度，从而提高了装置的工作效率，导流片12倾斜设置，相邻两个导流片12之间的夹角为30°-45°，这样通过控制导流片12之间的安装角度，控制离心力的大小，从而对金属微滴形成的速度进行调节。

工作原理：密封盘2将合金外壳1的底部密封，保持合金外壳1的内部为封闭环境并充满惰性气体以防止金属氧化，喷头外壳上部由密封端盖通过螺纹连接进行密封，合金外壳1顶部开有传感器接入口16，以便于实时监测腔体内的温度，通过进料口4对喷腔11中添加金属物料，脉冲进气口5提供脉冲气压，当进行喷腔11中压强调节时，电磁控制阀门7打开，此时出气口6处于开放的状态，微型电机8带动转动轴9转动，转动轴9带动阀板10沿着出气口6的内腔转动，控制阀板10与出气口6的夹角大小，从而控制出气口6的出气速度与出气量，进而对金属微滴形成的直径大小进行控制，喷腔11中的多个导流片12形成一个旋流结构，利用旋流结构可以将高速流过导流片12的金属物料进行旋流，使金属物料在离心力作用下沿喷嘴13快速喷出，加快了金属微滴形成的速度，从而提高了装置的工作效率。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。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。

Claims (6)

1.一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置，包括合金外壳(1)、与合金外壳(1)底部相螺接的密封盘(2)、与密封盘(2)中心相螺接的辅助气流盘(3)，其特征在于：所述合金外壳(1)的顶部从左到右依次开设有进料口(4)、脉冲进气口(5)与出气口(6)，所述出气口(6)的内腔顶部设置有电磁控制阀门(7)，所述出气口(6)的右侧合金外壳(1)的内腔固接有微型电机(8)，所述微型电机(8)伸入出气口(6)内腔的动力输出端连接有转动轴(9)，所述转动轴(9)远离微型电机(8)的一端与合金外壳(1)相转动连接，所述微型电机(8)的左右两侧均固接有阀板(10)，所述合金外壳(1)的内腔中心处开设有喷腔(11)，且喷腔(11)的顶部与脉冲进气口(5)和出气口(6)均相连通，所述喷腔(11)的底部中心处螺纹连接有喷嘴(13)，所述辅助气流盘(3)内腔中心处开设有喷孔(14)，且喷孔(14)的内侧壁与喷嘴(13)相螺接。

2.根据权利要求1所述的一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置，其特征在于：所述进料口(4)与脉冲进气口(5)之间的合金外壳(1)的表面开设有传感器接入口(16)。

3.根据权利要求1所述的一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置，其特征在于：所述转动轴(9)与合金外壳(1)连接处设置有密封轴承(15)。

4.根据权利要求1所述的一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置，其特征在于：所述阀板(10)的表面呈向外凸起的弧形状结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置，其特征在于：所述喷腔(11)的内腔底部呈漏斗状结构设置，所述喷腔(11)的底部固接有导流片(12)。

6.根据权利要求5所述的一种用于降低金属微滴直径的辅助气动式按需喷射装置，其特征在于：所述导流片(12)倾斜设置，相邻两个所述导流片(12)之间的夹角为30°-45°。

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