[发明专利]基于磁场调控的3D金属打印系统及其打印方法

权利要求书

1.一种基于磁场调控的3D金属打印系统，包括

原材料送出加热装置(1)，用于将原材料送入打印机并使之升温变成熔融液态金属，输送给打印定位装置；

打印定位装置(2),用于将熔融液态金属微滴堆叠到模型放置装置的对应位置上；

模型放置装置(3),用于承接和放置待打印的模型；

控制驱动电路(4)，用于给各个装置提供控制信号，使其协同工作；

其特征在于：

原材料送出加热装置(1)，由步进电机(101)、定滑轮(102)、陶瓷导引管(103)、高频加温线圈(104)、钨质挤出头(105)和感应加速极板(106)组成；金属丝(5)经过定滑轮(102)和步进电机(101)的摩擦送入陶瓷导引管(103)，通过吸收高频加温线圈(104)的热量变成熔融金属液体，通过感应加速极板(106)电场的感应作用使其带上电荷，再通过电场的吸引力使金属液体飞离钨质挤出头(105)形成带电金属微滴(6)，该金属微滴(6)穿过打印定位装置(2)的磁场，滴到模型放置装置(3)上；

打印定位装置(2)，由偏转磁场线圈(201)和偏转磁场铁芯(202)组成，偏转磁场铁芯(202)用来增强偏转磁场的强度；通过控制偏转磁场线圈(201)的电流强度，改变带电金属微滴(6)射在模型放置装置(3)上的位置；

模型放置装置(3),由平台(301)和挡板(302)组成，平台(301)通过校准导线(7)连接到定滑轮(102)的金属轴上；挡板(302)用于在带电金属微滴(6)射到平台(301)之前为控制驱动电路(4)提供校准触发信号；

控制驱动电路(4)，用于给该系统中的各个电器装置提供控制信号和驱动电力，使其协同工作。

2.根据权利要求1所述的打印系统，其特征在于：控制驱动电路(4)包括：

X轴方向偏转磁场驱动电路(401)，用于根据系统控制芯片(407)的控制信号，为X轴方向偏转线圈提供驱动电力；

Y轴方向偏转磁场驱动电路(402)，用于根据系统控制芯片(407)的控制信号，为Y轴方向偏转线圈提供驱动电力；

高频加温线圈驱动电路(403)，用于给高频加温线圈(104)提供驱动电力，使其产生热量加温原材料；

感应加速极板驱动电路(404)，用于给感应加速极板(106)提供电压，使原材料感应带电产生电场吸引带电金属微滴(6)射到模型放置装置(3)上；

光电耦合芯片(405)，用于隔离低压控制电路和高压驱动电路，防止人员触电；

数据下载芯片(406)，用于连接电脑和系统控制芯片(407)，下载待打印模型文件；

系统控制芯片(407)，根据待打印模型的结构，给各个驱动电路提供的控制信号，使带电金属微滴(6)到达正确的落点；

模拟/数字采样芯片(408)，对校准导线(7)的电流进行采样，配合挡板(302)为系统控制芯片(407)提供校准偏转磁场电流强度比例系数的触发信号，以确定后续射出的带电微滴(6)在平台(301)上的偏转距离。

3.根据权利要求1所述的打印系统，其特征在于：校准导线(7)上串联有模拟电流放大电路(8)，用于放大校准导线(7)中的电流，放大后的电流传输给控制驱动电路(4)的模拟/数字采样芯片(408)进行采样。

4.根据权利要求1所述的打印系统，其特征在于：感应加速极板(106)由上极板和下极板组成，下极板上预留有一个孔；该孔用于使带电金属微滴(6)穿过感应加速极板后到达打印定位装置(2)的偏转磁场中。