[发明专利]一种基于气液化学反应沉积的3D打印装置与运行方法

说明书

本发明公开了一种基于气液化学反应沉积的3D打印装置与运行方法。包括密封成型室，以及设置在密封成型室内的三轴联动机构；该三轴联动机构根据D打印机控制系统的移动路径规划，携带喷嘴在密封成型室内沿X轴、Y轴或者Z轴方向运动；所述密封成型室内部设置有成型槽；喷嘴为喷气嘴，位于成型槽上方；密封成型室的外部设置有供液槽、气瓶；成型槽上设有一喷液嘴，喷液嘴通过导管连接供液槽；供液槽内装有基体溶液；通过上述简单的结构配置即可实现零件成型目的，整个成型过程在反应气体与基体溶液的化学能驱动下自动方式，无需额外提供热源、光源等，除了具有现存D打印技术的特点外，还具有结构简单、成本低廉、容易实现的特点。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，尤其涉及一种基于气液化学反应沉积的3D打印装置与运行方法。

背景技术

3D打印是增材制造技术的通俗称谓，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，与电脑连接后，通过电脑控制把打印材料逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术(即“积层造形法”)。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程，以及其他领域都有所应用。

3D打印技术包括激光选区熔化技术、激光选区烧结技术、电子束熔化成型技术、熔融沉积技术、数字化光处理技术、立体平板印刷技术等等，经过不断的发展已经获得了显著的成果。以上3D打印技术均是通过加热粉料或丝材、固化树脂、切割薄片等方式来实现。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于气液化学反应沉积的3D打印装置与运行方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于气液化学反应沉积的3D打印装置，包括密封成型室10，以及设置在密封成型室10内的三轴联动机构；该三轴联动机构根据3D打印机控制系统的移动路径规划，携带喷嘴在密封成型室10内沿X轴、Y轴或者Z轴方向运动；所述密封成型室10内部设置有成型槽17；

所述喷嘴为喷气嘴15，位于成型槽17上方；

所述密封成型室10的外部设置有供液槽1、气瓶2；

所述成型槽17上设有一喷液嘴14，喷液嘴14通过导管13连接供液槽1；供液槽内装有基体溶液4；

所述喷气嘴15通过随动导管5连接气瓶2；气瓶2内装有反应气体。

所述成型槽17内底部设置有成型基台。

所述导管13与供液槽的衔接处设置有电磁阀门6；所述随动导管5与气瓶2的衔接处设置有气阀8。

所述供液槽1和气瓶2分别安装在密封成型室10上。

一种基于气液化学反应沉积的3D打印装置的运行方法，其包括如下步骤：

步骤一：根据待加工零件的形状，建立其三维CAD数字模型，然后保存为STL格式文件，使用切片软件对三维数字模型进行切片处理，每层切片的厚度相同，切片中包含了零件的截面轮廓信息，将切片后的文件导入移动路径规划软件中，获得喷气嘴15的移动路径数据；

步骤二：通过三轴联动机构调整喷气嘴15的坐标位置，预先将喷气嘴15的喷嘴移动至成型基台上，并与成型基台距离一个切片厚度；

步骤三：基体溶液4预先注满成型槽17内；

步骤四：启动加工作业，三轴联动机构根据3D打印机控制系统的移动路径规划，携带喷气嘴15按照步骤一中的移动路径数据，选择性的在成型基台的基体溶液4上喷射反应气体，反应气体与成型基台上表面的基体溶液4接触发生化学反应固体沉积，完成零件的一个成型层的加工；