[发明专利]全向行驶的熔融沙打印平台及熔融沙粒打印成型方法

说明书

本发明公开了一种全向行驶的熔融沙打印平台，包括全向行驶的移动平台和超音速氧乙炔爆炸燃烧喷嘴，该喷嘴包括载气管道、沙粒进料管道、一级共振管、二级共振管、出口导管、氧气管道和乙炔管道；载气管道与一级共振管位于同一直线上，二级共振管与出口导管位于同一直线上，载气管道、一级共振管、二级共振管和出口导管共同形成十字交叉的hartmann谐振腔，沙粒进料管道垂直于载气管道设置，并与载气管道连通，氧气管道和乙炔管道与十字交叉的hartmann谐振腔交叉口处连通。喷嘴安装于移动平台上的机械手前端，本发明能够将沙粒熔融并以粘液态或者半固态的状态喷出，并打印成型。

技术领域

本发明公开了一种3D打印装置和打印方法，特别是一种全向行驶的熔融沙打印平台及熔融沙粒打印成型方法。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，3D打印机的工作原理与普通打印机基本相同，是通过电脑控制把“打印材料”一层一层地叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物，这项技术常常在模具制造、工业设计等领域，被用于制造模型或者用于一些产品的直接制造，目前存在多种3D打印技术，常用的技术包括粘结材料三维打印、光固化三维打印以及熔融材料三维打印等。对于熔融材料，现有的方式一般为先将材料熔融导出之后使用喷嘴喷出高速气体冲击熔融材料最后以粉末的形式喷出。这样的结构较为复杂，其熔融过程需要有熔融装置，熔融装置下需要接导流装置，喷嘴一般设置在导流装置末端将熔融材料喷射开。这样的喷射方式使得熔融材料无法准确的到达冲击选区，熔融材料被冲散开其各部分速度不一致导致其最终成型的结构各部分强度不尽相同。

Laval(拉瓦尔)超音速喷嘴是现行最常用的气雾化喷嘴形式，它主要能使喷嘴获得超音速气流，这有利于粉末的细化。具有Hartmann十字交叉共振管是一种能在流场中产生高频震荡的结构结构的超音速喷嘴则能够使雾化气流得到稳定的压力振动。

现有的3D打印机一般只能打印体积比较小的零件，对于如建筑物这样体型庞大的物体则无法打印，并且现有的3D打印机需要依赖现有的熔融材料进行打印而不能自行生成熔融材料。

发明内容

发明目的：本发明提供一种全向行驶的熔融沙打印平台及熔融沙粒打印成型方法，该全向行驶的熔融沙打印平台能够直接熔融沙粒并将呈粘液态或者半固态的沙粒准确的喷射成型，可以打印如建筑物这类的体型庞大的构件。

技术方案：一种全向行驶的熔融沙打印平台，包括全向移动平台和燃烧喷嘴，其中全向移动平台包括全向移动底座，安装于全向移动底座上的旋转轴，固定于旋转轴上的升降台以及固定在升降台上的悬臂；燃烧喷嘴安装于悬臂末端；燃烧喷嘴包括十字交叉的Hartmann双级共振管和具有laval管自适应喉部特征的喷嘴以及载气管道，氧气管道与乙炔管道与双级共振管的十字交叉口连通，沙粒由载气管道进入十字交叉的Hartmann双级共振管的十字交叉口处进行熔融并由喷嘴喷出。

其中，燃烧喷嘴包括载气管道、一级共振管、二级共振管和喷嘴，载气管道与封闭的一级共振管在一条直线上，封闭的二级共振管和喷嘴位于同一直线上，载气管道、一级共振管、二级共振管、喷嘴形成十字交叉的Hartmann双级共振管，十字交叉处设有火花塞，载气管道入口处具有laval管自适应喉部特征，沙粒进料管与载气管道连通，氧气管道与乙炔管道与双级共振管的十字交叉口连通。

其中，氧气管道、乙炔管道以及载气管道中心线位于同一平面上，且氧气管道与乙炔管道关于载气管道对称设置。

其中，为了能够控制沙粒进入量以及氧气和乙炔冲入量，载气管道、沙粒进料管、氧气管道或乙炔管道上设置有流量阀。