[发明专利]一种液相多金属混合增材制造装置及方法

说明书

本发明涉及一种液相多金属混合增材制造装置及方法，属于金属材料电化学3D打印技术领域。多金属混合3D打印装置、沉积室安装于气浮隔震台上，气浮隔震台固定于底座箱上，金属盐溶液供给‑废液收集系统置于底座箱上。本发明通过将溶液中的金属离子用电化学方法还原到导电基材上来制造金属零件，切换不同金属溶液实现多种金属的混合打印，采用2组垂直放置的打印头配合五轴高精密平台的运动，可打印球状结构、悬臂结构、桁架结构等复杂零件，无需常规打印时逐层累积所需的支撑材料及后续除过程，具有打印成本低、复杂零件成形、无需支撑材料等优势。

技术领域

本发明属于金属材料电化学3D打印技术领域，具体涉及一种液相多金属混合增材制造装置。

背景技术

金属电化学3D打印技术通过还原溶液中的金属阳离子，定向可控的沉积还原后的金属原子到对应位置的阴极基板上，在可控的多种环境条件下，定量的控制电压大小，放电距离，达到沉积不同金属材料和控制沉积质量的目的，而不会造成传动机械加工的力学损伤，且金属电化学3D打印无需昂贵的激光发生器或特定的惰性气体环境，成本较低。电化学沉积技术在溶液中进行氧化还原反应，在外电场作用下通过电解质溶液中正负离子的迁移而在电极上发生氧化还原反应形成镀层的。

发明内容

本发明提供一种液相多金属混合增材制造装置及方法。

本发明采取的技术方案是，液相多金属混合增材制造装置，包括多金属混合3D打印装置、气浮隔震台、沉积室、金属盐溶液供给-废液收集系统、底座箱，其中多金属混合3D打印装置、沉积室安装于气浮隔震台上，气浮隔震台固定于底座箱上，金属盐溶液供给-废液收集系统置于底座箱上。

本发明所述的多金属混合3D打印装置，包括X轴驱动平台、Z轴驱动平台、Y轴驱动平台、X轴支撑架、多金属液相打印头、a轴旋转驱动平台、铂电极打印头、b轴直线驱动平台、X轴支撑架；其中X轴支撑架、X轴支撑架安装于气浮隔震台上，X轴驱动平台置于X轴支撑架一、X轴支撑架二顶部，Y轴驱动平台安装于X轴驱动平台顶部，Z轴驱动平台安装于Y轴驱动平台侧面；a轴旋转驱动平台安装于Z轴驱动平台侧面，多金属液相打印头与a轴旋转驱动平台固定连接，b轴直线驱动平台与a轴旋转驱动平台的底部固定连接，铂电极打印头与b轴直线驱动平台固定连接。

本发明所述的多金属液相打印头，由储液管L上盖、储液管L、储液管支架、储液管M上盖、储液管M、储液管N上盖、储液管N、电磁阀N、储液管N锁止块、储液管M锁止块、储液管L锁止块、储液管锁止块螺栓、四通管、电磁阀L、电磁阀M、储液管N阳极金属棒、储液管N参比电极导向件、储液管N参比电极金属棒、储液管L阳极金属棒、储液管L参比电极金属棒、储液管L参比电极导向件、延长管、液相打印喷头；其中储液管L阳极金属棒安装于储液管L上盖中，储液管L参比电极金属棒穿过储液管L参比电极导向件共同安装于储液管L上盖中，储液管L上盖安装于储液管L顶部，储液管M上盖安装于储液管M顶部，储液管N阳极金属棒安装于储液管N上盖中，储液管N参比电极金属棒穿过储液管N参比电极导向件共同安装于储液管N上盖中，储液管N上盖中安装于储液管N顶部；储液管L、储液管M、储液管N分别置于储液管支架侧面，通过储液管N锁止块、储液管M锁止块、储液管L锁止块与储液管锁止块螺栓锁紧；电磁阀N安装于储液管N底部、电磁阀M安装于储液管M底部、电磁阀L安装于储液管L底部，电磁阀N、电磁阀M、电磁阀L分别于四通管顶部三入水口相连，四通管底部出水口与延长管连接，液相打印喷头安装于延长管底端。

本发明所述的a轴旋转驱动平台，包括Z轴平台连接支架锁紧螺栓、Z轴平台连接支架、平台框架、环形导轨、环形导轨锁紧螺栓、驱动电机、滑块、导向轮、齿轮、平台框架锁紧螺栓、储液管支架锁紧螺栓，其中Z轴平台连接支架置于平台框架顶部通过平台框架锁紧螺栓锁紧，Z轴平台连接支架通过Z轴平台连接支架锁紧螺栓锁紧于Z轴驱动平台侧面，环形导轨通过环形导轨锁紧螺栓安装于平台框架底部，驱动电机安装于滑块底部，导向轮、齿轮安装于滑块顶部并与环形导轨装配在一起组成环形驱动系统，储液管支架锁紧螺栓用于将储液管支架与Z轴平台连接支架连接。