均匀液滴喷射三维快速成型方法与装置

摘要

本发明属于快速成型技术领域，特别涉及一种金属件快速成型方法与装置。本发明使用惰性气体注入坩锅与真空密闭腔室中，利用压力控制系统使坩锅与真空密闭腔室达到稳定压差，使金属熔体从坩锅底部微型喷嘴中以层流射流的形式喷出，用压电振荡器产生的振动扰动金属射流，使金属射流断裂为均匀的液滴，并通过监视系统结合计算机分析系统获得产生液滴的实时尺寸参数，微机控制系统根据预先输入的零件尺寸参数以及液滴的相关参数，实时控制偏转极板电场参数，从而控制金属液滴的飞行轨迹并配合三维调整台沉积制备高质量的金属零件。本发明可直接从液态金属制备出具有快速凝固组织特征、结构致密的近终型金属部件，工艺流程短，产品质量好，大大降低了设备投资。

主权项

1. 一种均匀液滴喷射三维快速成型装置，包括真空腔室、固定在真空腔室上方的坩埚、气压控制器、压电振荡器、信号发生器、加电极板、偏转极板、三维调整台和微机控制系统，其中，坩锅侧壁和真空腔室侧壁分别通过各自的输气管和阀门与气压控制器相连，在坩埚与真空腔室内分别设置有压力传感器，气压控制器根据压力传感器的输入调节坩埚和真空腔室内的气体压力，坩埚和真空腔室分别与惰性气体储藏装置相连；坩埚的底部设置有与真空腔室相连通的微型喷嘴，压电振荡器的振动头位于微型喷嘴的上方，信号发生器在微机控制系统的控制下生成振荡信号，信号发生器输出的振荡信号加载在压电振荡器上；加电极板、偏转极板、三维调整台位于真空腔室内，加电极板设置在微型喷嘴的下方，其上相对于微型喷嘴的位置处设置有开口，加电极板的下方两侧设置有偏转极板，偏转极板的电源与微机控制系统相连，三维调整台位于真空腔室的底部，受微机控制系统的控制；在真空腔室的侧壁上设置有闪频器和摄像装置，摄像装置与微机控制系统相连，闪频器的闪烁频率受到与信号发生器的输出相连的分频器的控制；微机控制系统存储有要求加工的零件的尺寸数据，能根据所采集的图像，计算液滴的直径，反馈控制压电振荡器的振荡频率，并根据液滴大小、电荷数、下落距离参数以及零件尺寸，控制偏转极板电源电压和三维调整台的位移。