[发明专利]一种自旋式三维打印机针头装置及其工作方法

权利要求书

1.一种自旋式三维打印机针头装置，包括机壳（1）、打印基座（2）、支撑杆（3）、自动升降架（4）、固定滑轨（5）、移动滑轨（6）、打印头（7）、原料箱（8）、数控装置（9）；其特征在于：所述机壳（1）一侧上部设有原料箱（8）和数控装置（9），机壳（1）内底部设有打印基座（2），机壳（1）内底部四周设有支撑杆（3）；所述支撑杆（3）上设置有自动升降架（4）；所述自动升降架（4）上设有固定滑轨（5）；所述固定滑轨（5）上设有移动滑轨（6）；所述移动滑轨（6）上设有打印头（7）；所述支撑杆（3）材质为锰钛合金钢材质；

所述打印头（7），包括轨道电机（7-1）、滑动头（7-2）、滑动轮（7-3）、自旋喷头（7-4）、针头（7-5）；所述轨道电机（7-1）竖直向下伸入滑动头（7-2）内，轨道电机（7-1）与数控装置（9）通过导线连接；所述滑动头（7-2）上端为长方体结构，滑动头（7-2）下端为圆柱形和圆锥形组合结构，滑动头（7-2）长方体结构端中间有两个平行布置的矩形通孔，滑动头（7-2）通过矩形通孔套接在移动滑轨（6）上；所述滑动轮（7-3）为圆柱形结构，滑动轮（7-3）中心轴竖直套接在滑动头（7-2）中心位置，滑动轮（7-3）外径与移动滑轨（6）轨道内径相等；所述自旋喷头（7-4）位于滑动头（7-2）下端圆柱形结构内部，滑动头（7-2）紧密卡放在滑动头（7-2）圆柱段底部；所述针头（7-5）为圆柱形中空结构，针头（7-5）上端与滑动头（7-2）底端垂直贯通连接；

所述自旋喷头（7-4），包括竖向叶轮（7-4-1）、水平叶轮（7-4-2）；其中所述水平叶轮（7-4-2）内部空心部分直径为水平叶轮（7-4-2）外径的0.5倍，水平叶轮（7-4-2）的数量为2块，两块水平叶轮（7-4-2）在竖直方向上平行均匀布置，两块水平叶轮（7-4-2）之间的距离为5mm～10mm；所述水平叶轮（7-4-2）为圆环形结构，水平叶轮（7-4-2）外径与竖向叶轮（7-4-1）水平边长相同，所述竖向叶轮（7-4-1）为矩形薄片，竖向叶轮（7-4-1）在以自旋喷头（7-4）中心轴为对称轴均匀分布，竖向叶轮（7-4-1）的数量为6块。

2.根据权利要求1所述的一种自旋式三维打印机针头装置，其特征在于：所述自旋喷头（7-4）由高分子材料压模成型，自旋喷头（7-4）的组成成分和制造过程如下：

第1步、在反应釜中加入电导率为3.5μS/cm～5.0μS/cm的超纯水800～1200份，启动反应釜内搅拌器，转速为60rpm～75rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至45℃～50℃；依次加入正庚酸乙酯5～10份、油酸乙酯5～10份、丙酸乙酯5～10份，搅拌至完全溶解，调节pH值为4.5～7.5，将搅拌器转速调至80rpm～100rpm，温度为60℃～90℃，酯化反应2～20小时；

第2步、取甘油酸乙酯5～10份、乙醇酸乙酯5～10份粉碎，粉末粒径为100～130目；加入纳米级硼酸铑200～235份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为50mm～80mm，采用剂量为1.3kGy～2.0kGy、能量为3.25MeV～3.50MeV的α射线辐照2min～10min；

第3步、经第2步处理的混合粉末溶于氰酸乙酯30～55份中，加入反应釜，搅拌器转速为100rpm～110rpm，温度为105℃～120℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.01MPa～-0.02MPa，保持此状态反应2h～20h；泄压并通入氨气，使反应釜内压力为0.01MPa～0.02MPa，保温静置2h～20h；之后搅拌器转速提升至200rpm～220rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入松香酸乙酯5～10份、磷酸三乙酯5～10份完全溶解后，加入交联剂15～30份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为2.2～3.5，保温静置2h～20h；

第4步、在搅拌器转速为50rpm～65rpm时，依次加入碳酸甲酯5～10份、硫酸二甲酯5～10份和葵酸甲酯5～10份，提升反应釜压力，使其达到1.50MPa～2.45MPa，温度为160℃～185℃，聚合反应2h～20h；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至35℃～40℃，出料，入压模机即可制得自旋喷头（7-4）；

所述交联剂为对苯二甲酸二甲酯；

所述纳米级硼酸铑的粒径为50nm～80nm。