RU2722961C1 - Устройство для получения наночастиц при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур - Google Patents
Устройство для получения наночастиц при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722961C1 RU2722961C1 RU2019143000A RU2019143000A RU2722961C1 RU 2722961 C1 RU2722961 C1 RU 2722961C1 RU 2019143000 A RU2019143000 A RU 2019143000A RU 2019143000 A RU2019143000 A RU 2019143000A RU 2722961 C1 RU2722961 C1 RU 2722961C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nanoparticles
- optimization
- unit
- nanoparticle
- transport gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- B22F10/30—Process control
- B22F10/36—Process control of energy beam parameters
-
- 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
-
- 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
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/25—Direct deposition of metal particles, e.g. direct metal deposition [DMD] or laser engineered net shaping [LENS]
-
- 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
- B22F10/30—Process control
- B22F10/32—Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber
- B22F10/322—Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber of the gas flow, e.g. rate or direction
-
- 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
- B22F10/30—Process control
- B22F10/34—Process control of powder characteristics, e.g. density, oxidation or flowability
-
- 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
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к аддитивной 3D-технологии производства объемных микроразмерных структур из наночастиц. Устройство для получения наночастиц при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур содержит сообщенный с регулируемым источником 1 транспортного газа блок 2 получения потока аэрозоля, блок 3 оптимизации наночастиц по размеру и форме, содержащий устройство для нагрева потока транспортного газа с наночастицами. Выход 4 блока 2 получения потока аэрозоля сообщен с блоком 2 получения потока аэрозоля с наночастицами, а выход 5 - с печатающей головкой 6. Блок 3 оптимизации наночастиц выполнен в виде рабочей камеры с входным 7 и выходным 8 оптически прозрачными окнами. Устройство нагрева потока транспортного газа с наночастицами выполнено в виде лазерно-оптического устройства 9 с регулятором мощности 10 и установлено перед входным окном 7 блока оптимизации. Над и под оптически прозрачными окнами 7, 8 блока 3 оптимизации наночастиц установлены измерители 11, 12 мощности лазерного излучения, а на входе 13 и выходе 14 потока транспортного газа с наночастицами блока оптимизации - анализаторы 15, 16 размеров наночастиц. Обеспечивается упрощение получения оптимального размера наночастиц в автоматическом режиме для их спекания на подложке. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к аддитивной 3D-технологии для производства преимущественно объемных микроразмерных структур из наночастиц.
Известно устройство для получения частиц при аддитивном изготовлении объемных структур, содержащее сообщенный с регулируемым источником транспортного газа блок получения потока аэрозоля, содержащий устройство нагрева потока транспортного газа с частицами, при этом вход блока оптимизации сообщен с блоком получения потока аэрозоля с частицами [1].
Однако данное устройство не позволяет получать наночастицы сферической формы нужного диаметра для эффективного спекания на подложке при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур.
Известно устройство для получения наночастиц при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур, содержащее сообщенный с регулируемым источником транспортного газа блок получения потока аэрозоля, блок оптимизации наночастиц по размеру и форме, содержащий устройство нагрева потока транспортного газа с наночастицами, при этом вход блока оптимизации сообщен с блоком получения потока аэрозоля с наночастицами, а выход - с печатающей головкой [2].
Однако при применении указанного технического решения возникают трудности в изменении температуры при нагреве аэрозоля с наночастицами в потоке транспортного газа для получения наночастиц сферической формы требуемого размера, так как применяемые нагревательные элементы являются инерционными и требуется сравнительно большой промежуток времени, например, для уменьшения температуры нагрева. При применении данного устройства приходится вручную поддерживать оптимальный режим получения наночастиц сферической формы нужного размера.
Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в упрощении получения наночастиц оптимального размера и сферической формы для их спекания в автоматическом режиме.
Указанный результат достигается за счет того, что в устройстве для получения наночастиц при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур, содержащем сообщенный с регулируемым источником транспортного газа блок получения потока аэрозоля, блок оптимизации наночастиц по размеру и форме, содержащий устройство нагрева потока транспортного газа с наночастицами, при этом выход блока получения потока аэрозоля сообщен с блоком оптимизации, выход которого соединен с печатающей головкой, его блок оптимизации наночастиц выполнен в виде рабочей камеры с входным и выходным оптически прозрачными окнами, причем устройство нагрева потока транспортного газа с наночастицами выполнено в виде лазерно-оптического устройства с регулятором мощности и установлено перед входным окном блока оптимизации, над и под оптически прозрачными окнами блока оптимизации наночастиц установлены измерители мощности лазерного излучения соответственно до и после оптимизации, а на входе и выходе потока транспортного газа с наночастицами блока оптимизации - анализаторы размеров наночастиц до и после оптимизации.
Указанный результат достигается также за счет того, что устройство снабжено блоком управления процессом оптимизации, входы которого подключены к измерителям мощности лазерного излучения и анализаторам размеров наночастиц до и после оптимизации, а выходы соответственно с регуляторами потока транспортного газа и мощности лазерно-оптического устройства.
Пример выполнения заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено заявляемое устройство, на фиг. 2, 3 - гистограмма распределения наночастиц до и после их оптимизации в блоке оптимизации.
Устройство для получения наночастиц при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур, содержит сообщенный с регулируемым источником 1 транспортного газа блок 2 получения потока аэрозоля, блок 3 оптимизации наночастиц по размеру и форме, содержащий устройство нагрева потока транспортного газа с наночастицами, при этом выход 4 блока 2 получения потока аэрозоля сообщен с блоком 2 получения потока аэрозоля с наночастицами, а выход 5 - с печатающей головкой 6.
Блок 3 оптимизации наночастиц выполнен в виде рабочей камеры с входным 7 и выходным 8 оптически прозрачными окнами.
Устройство нагрева потока транспортного газа с наночастицами выполнено в виде лазерно-оптического устройства 9 с регулятором мощности 10 и установлено перед входным окном 7 блока оптимизации, над и под оптически прозрачными окнами 7, 8 блока 3 оптимизации наночастиц установлены измерители 11, 12 мощности лазерного излучения соответственно до и после оптимизации, а на входе 13 и выходе 14 потока транспортного газа с наночастицами блока оптимизации - анализаторы 15, 16 размеров наночастиц до и после оптимизации.
Устройство получения наночастиц снабжено также блоком 17 управления процессом оптимизации, входы 18-21 которого подключены к измерителям 11, 12 мощности лазерного излучения и анализаторам 15, 16 размеров наночастиц до и после оптимизации, а выходы 22, 23 соответственно с регуляторами 24, 10 потока транспортного газа и мощности лазерно-оптического устройства.
Работа устройства поясняется примером получения наночастиц требуемого размера для их спекания на подложке при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур в автоматическом режиме. Управление размером наночастиц осуществляют на основании гистограммы распределения частиц по размерам путем подстройки параметров транспортного газа и лазерно-оптического устройства с использованием обратной связи в виде измерителей мощности лазерного излучения и анализаторов размеров наночастиц до и после оптимизации (фиг. 2, 3). Для подстройки параметров системы используют в качестве управляющих величин получаемые при анализе гистограммы распределения частиц по размерам, используя их медианное значение и изменение медианного размера наночастиц до и после их оптимизации.
Таким образом данное техническое решение позволит упростить получение оптимального размера наночастиц в автоматическом режиме для их спекания на подложке при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур.
Источники информации
1. Патент US №10022789, МПК - B22D 23/00, 07.2018
2. Патент RU №2704358, МПК - B22F 3/105, 2018
Claims (2)
1. Устройство для получения наночастиц при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур, содержащее сообщенный с регулируемым источником транспортного газа блок получения потока аэрозоля наночастиц, блок оптимизации наночастиц по размеру и форме, содержащий устройство для нагрева потока транспортного газа с наночастицами, при этом выход блока получения потока аэрозоля сообщен с блоком оптимизации, выход которого соединен с печатающей головкой для аддитивного изготовления объемных микроразмерных структур, отличающееся тем, что блок оптимизации наночастиц выполнен в виде рабочей камеры с входным и выходным оптически прозрачными окнами, причем устройство для нагрева потока транспортного газа с наночастицами выполнено в виде лазерно-оптического устройства с регулятором мощности и установлено перед входным окном блока оптимизации, над и под оптически прозрачными окнами блока оптимизации наночастиц установлены измерители мощности лазерного излучения соответственно до и после оптимизации, а на входе и выходе потока транспортного газа с наночастицами блока оптимизации - анализаторы размеров наночастиц до и после оптимизации.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком управления процессом оптимизации, входы которого подключены к измерителям мощности лазерного излучения и анализаторам размеров наночастиц до и после оптимизации, а выходы соответственно с регуляторами потока транспортного газа и мощности лазерно-оптического устройства.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019143000A RU2722961C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Устройство для получения наночастиц при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019143000A RU2722961C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Устройство для получения наночастиц при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2722961C1 true RU2722961C1 (ru) | 2020-06-05 |
Family
ID=71067433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019143000A RU2722961C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Устройство для получения наночастиц при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2722961C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6149072A (en) * | 1998-04-23 | 2000-11-21 | Arizona State University | Droplet selection systems and methods for freeform fabrication of three-dimensional objects |
| RU2627527C2 (ru) * | 2015-09-25 | 2017-08-08 | Анатолий Евгеньевич Волков | Способ и устройство аддитивного изготовления деталей методом прямого осаждения материала, управляемого в электромагнитном поле |
| US10022789B2 (en) * | 2011-06-30 | 2018-07-17 | Persimmon Technologies Corporation | System and method for making a structured magnetic material with integrated particle insulation |
| RU2704358C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-10-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" | Способ изготовления объемных микроразмерных структур из наночастиц и устройство для его осуществления |
-
2019
- 2019-12-23 RU RU2019143000A patent/RU2722961C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6149072A (en) * | 1998-04-23 | 2000-11-21 | Arizona State University | Droplet selection systems and methods for freeform fabrication of three-dimensional objects |
| US10022789B2 (en) * | 2011-06-30 | 2018-07-17 | Persimmon Technologies Corporation | System and method for making a structured magnetic material with integrated particle insulation |
| RU2627527C2 (ru) * | 2015-09-25 | 2017-08-08 | Анатолий Евгеньевич Волков | Способ и устройство аддитивного изготовления деталей методом прямого осаждения материала, управляемого в электромагнитном поле |
| RU2704358C1 (ru) * | 2018-12-26 | 2019-10-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" | Способ изготовления объемных микроразмерных структур из наночастиц и устройство для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105026076B (zh) | 用于生产具有定制微观结构的工件的装置和方法 | |
| RU2722961C1 (ru) | Устройство для получения наночастиц при аддитивном изготовлении объемных микроразмерных структур | |
| TW201711763A (zh) | 用於清潔光學元件之受控流體流動 | |
| CN109297940A (zh) | 一种在微米尺度下激光离焦量自动调节装置及其调节方法 | |
| EA202090366A1 (ru) | Способ рентабельного производства ультрамелких сферических порошков в большом масштабе с использованием плазменной атомизации при помощи ускорителя | |
| CN106569332B (zh) | 连续型螺旋相位板设计方法 | |
| CN110472294B (zh) | 一种嫁接涡旋光束的掩模板的设计方法 | |
| CN104191089A (zh) | 基于激光器输出光束的三维动态聚焦标刻系统及方法 | |
| CN104142226A (zh) | 一种ccd器件量子效率测量装置及方法 | |
| CN104064957A (zh) | 一种基于电流变效应的可调控光流控染料激光器 | |
| CN109910294A (zh) | 一种基于机器视觉的3d打印成型精度检测方法 | |
| RU2704358C1 (ru) | Способ изготовления объемных микроразмерных структур из наночастиц и устройство для его осуществления | |
| CN205613609U (zh) | 一种高粘度荧光粉的雾化设备 | |
| US11076476B2 (en) | Process for controlling, under void, a jet of particles with an aerodynamic lens and associated aerodynamic lens | |
| CN104316184A (zh) | 一种光谱定标方法及装置 | |
| RU2532784C2 (ru) | Стеклометаллические микрошарики и их способ получения | |
| CN110380335A (zh) | 一种基于单点探测器的中远红外外腔激光调试装置及方法 | |
| CN208628432U (zh) | 一种金属增材制造设备 | |
| KR100695122B1 (ko) | 에어로졸의 밀도를 안정화하기 위한 장치 및 방법 | |
| US20220297233A1 (en) | Variable beam geometry energy beam-based powder bed fusion | |
| CN110052606A (zh) | 激光送粉增材制造装置及粉流控制方法 | |
| RU2729254C1 (ru) | Устройство для аддитивного изготовления объемных микроразмерных структур из наночастиц | |
| CN108169920B (zh) | 可传输吞吐微粒的椭圆光学传送带光束掩模板的设计方法 | |
| RU2730008C1 (ru) | Способ изготовления объемных микроразмерных структур из наночастиц | |
| CN111474708B (zh) | 一种反常环形连接的涡旋阵列掩模板的设计方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20201110 |