[实用新型]电场辅助二级控量精确成形装置

说明书

技术领域

本实用新型属于增材制造技术领域，特别涉及电场辅助控量控性增材制造装置。

背景技术

增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是基于分层制造原理发展而来的先进制造技术，其在金属材料、陶瓷材料、特别是复合材料的成形过程中发挥着不可替代的作用，不仅有利于实现复杂形状的成形，而且大大提高了成形效率，但在超薄功能层精确成形和零件性能增强方面仍有巨大的提升空间。

静电纺丝（electrospinning）是一种将聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝的过程。在电场作用下，针头处的液滴形成喷射流，进而形成纤维，成形为设计的结构。借鉴电场在静电纺丝中的应用，可在增材制造中利用脉冲电场来实现熔融材料的周期性脱离。

公开号CN101138789及CN103056367A的实用新型利用压电震荡切断金属束流以形成金属液滴。公开号US8021593 B2利用针状成形口进行控量。

现有增材制造所采用的脉冲电场或压电震荡实现熔融材料分离的方法，尚难以满足超薄功能层精确成形所需的材料控量要求。

发明内容

本实用新型提供一种电场辅助二级控量精确成形装置，以解决采用脉冲电场或压电震荡实现熔融材料分离时存在的，尚难以满足超薄功能层精确成形所需的材料控量要求的问题。

本实用新型采取的技术方案是：

一种电场辅助二级控量精确成形装置，进料装置的进料挤压轮位于原料输送管上部的两侧，导向管套接在原料输送管的外部，无级变域加热装置围绕在导向管外部，成形口与导向管下端固定连接，移动平台位于成形口下方，脉冲电压发生装置的电极分别连接成形口与移动平台。

控制装置分别与进料装置、无级变域加热装置和脉冲电压发生装置连接。

所述无级变域加热装置中的发热元件通过电极滑片与加热控制部件连接。

本实用新型的优点是结构新颖，利用分层制造技术，根据在脉冲电场条件下熔融材料液滴固化成形的技术特点，采用无级变域加热技术和脉冲电场分离技术实现增材制造的两级控量，并结合电场辅助极化控性，实现超薄功能层的精确成形和性能增强，使得控量控性增材制造成为可能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明材料极化示意图；

图3是本发明极化矢量电压波形示意图；

图4是本发明脉冲矢量脱离电压波形示意图。

具体实施方式

一种电场辅助二级控量精确成形装置，进料装置1的进料挤压轮位于原料输送管2上部的两侧，导向管3套接在原料输送管2的外部，无级变域加热装置4围绕在导向管3外部，成形口5与导向管3下端固定连接，移动平台6位于成形口5下方，脉冲电压发生装置7的电极分别连接成形口5与移动平台6；

控制装置8分别与进料装置1、无级变域加热装置4和脉冲电压发生装置7连接；

所述无级变域加热装置中的发热元件402通过电极滑片403与加热控制部件401连接。

工作原理：

首先分析功能层成形所需的材料用量，根据用量要求控制无级变域加热装置加热区域范围，即调节电极滑片403位置以改变无级变域加热装置4的加热部分长度，从而对熔融阶段的材料用量进行一级控制。材料熔融后，脉冲电压发生装置7 在成形口5和数控精密移动平台6之间施加矢量脉冲电压V₁，形成极化电场E1，将熔融材料极化；同时脉冲电压发生装置7在成形口5和数控精密移动平台6间形成脉冲矢量电压V_L，成形口5外的熔融材料在电场力的作用下周期性脱离并在电场内加速；数控精密移动平台6根据超薄功能层成形轨迹的要求做精确运动，接收脱离的液滴，并在其上实现材料的固化累加成形。