[发明专利]一种金属微喷熔滴电磁约束沉积成型系统

权利要求书

1.一种金属微喷熔滴电磁约束沉积成型系统，其特征在于，包括间隙微调仪(1)、压电执行器(2)、压电阀(4)、惰性气体罐(5)、加热元件(7)、坩埚(8)、间隙可调喷嘴(9)、交变磁场(11)、交变电场(12)、基板(13)、三维工作台(14)、压力控制器(15)、控制系统(18)、温度控制器(19)、手套箱(20)和运动控制卡(21)；其中，

三维工作台(14)设置在手套箱(20)内的底部，基板(13)位于工作台(14)的上端面，基板(13)上设有交变磁场(11)和交变电场(12)；用于盛放金属溶液(6)的坩埚(8)位于基板(13)的正上方，坩埚(8)周围设置加热元件(7)，间隙可调喷嘴(9)设置在坩埚(8)的底部，坩埚(8)的顶部从下至上依次设置有绝热元件(3)、压电执行器(2)和间隙微调仪(1)，间隙微调仪(1)用于控制压电执行器(2)产生的脉冲压力，从而调节坩埚(8)内的金属溶液(6)通过间隙可调喷嘴(9)喷射金属熔滴(10)的频率；设置在手套箱(20)外的真空泵(16)通过输气管(17)与手套箱(20)相连通，设置在手套箱(20)外的惰性气体罐(5)通过压力阀(4)与手套箱(20)相连通，且压力阀(4)位于手套箱(20)内；控制系统(18)用于分别对压力控制器(15)、温度控制器(19)以及运动控制卡(21)进行控制，压力控制器(15)用于控制压力阀(4)调节手套箱(20)内的惰性气体含量，温度控制器(19)用于控制加热元件(7)对坩埚(8)内的金属溶液(6)加热，运动控制卡(21)通过控制三维工作台(14)实现对金属熔滴(10)成型的X、Y和Z三个方向的运动控制。

2.根据权利要求1所述的一种金属微喷熔滴电磁约束沉积成型系统，其特征在于，交变磁场(11)和交变电场(12)用于对间隙可调喷嘴(9)喷射的金属熔滴(10)进行约束控制，间隙可调喷嘴(9)喷射的金属熔滴(10)的直径为50～200μm。

3.根据权利要求1所述的一种金属微喷熔滴电磁约束沉积成型系统，其特征在于，开始工作时，开启控制系统(18)，采用真空泵(16)对手套箱(20)抽真空，压力控制器(15)通过控制压力阀(4)对手套箱(20)冲入惰性气体，从而手套箱(20)保护熔滴成型过程不被氧化；运动控制卡(21)控制三维工作台(14)带动基板(13)运动，使基板(13)与间隙可调喷嘴(9)的距离正好的在金属熔滴(10)喷射沉积的位置；温度控制器(19)控制加热元件(7)对坩埚(8)内的金属熔液(6)加热，间隙微调仪(1)通过控制压电执行器(2)产生的脉冲压力，调节坩埚(8)内的金属溶液(6)通过间隙可调喷嘴(9)喷射金属熔滴(10)在基板(13)上沉积成型；交变磁场(11)和交变电场(12)可对间隙可调喷嘴(9)喷射的金属熔滴(10)进行约束成型，实现对金属熔滴(10)在基板(13)上成型位置和成型精度的控制，三维工作台(14)通过带动基板(13)运动，从而实现金属熔滴(10)在基板(13)上X、Y和Z三个方向的精确成型。