[发明专利]采用场对功能性材料进行定向控制的增材制造装置

权利要求书

1.一种设备，包括：

进料机构，所述进料机构接收包括功能性材料和可流动材料的原料，所述进料机构使得所述可流动材料实现使所述功能性材料沿朝向喷口的流动方向流动的流，所述流从所述喷口流向构造表面，所述构造表面和所述喷口中的一者或两者相对于彼此移动，使得离开所述喷口的所述流增材制造零件；和

场发生器，所述场发生器位于所述喷口处或所述喷口之前，所述场发生器将场发射到流体流上，所述场对所述功能性材料进行排列并具有垂直于所述流动方向的至少一个分量，所述场通过所述场发生器随时间变化，使得所述功能性材料的取向在所述零件的体积内能够选择性地变化。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括将所述可流动材料融化的热源。

3.根据权利要求1所述的设备，其中外场提高所述流的温度。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述功能性材料包括永磁材料，并且其中所述零件具有体积变化的永磁场方向。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述场发生器包括产生磁场的线圈。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述场发生器包括产生第二磁场的两个或更多个线圈，所述磁场和所述第二磁场组合以形成能够在三维上以任何角度变化的净磁场。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述可流动材料包括聚合物。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述功能性材料包括磁化的或消磁的铁磁体。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述功能性材料包括石墨烯。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述功能性材料包括纤维。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述纤维具有附着在其上的磁性颗粒。

12.根据权利要求1所述的设备，其中在所述零件的体积内能够选择性地变化的取向包括所述功能性材料的能够选择性地变化的磁取向。

13.根据权利要求1所述的设备，其中在所述零件的体积内能够选择性地变化的取向包括所述功能性材料的能够选择性地变化的各向异性结构。

14.根据权利要求8所述的设备，其中在所述零件的体积内能够选择性地变化的取向包括所述功能性材料的能够选择性地变化的热传递特性。

15.根据权利要求1所述的设备，其中所述场的角度、量值和方向的任意组合随时间而变化。

16.一种方法，包括：

将原料放入配料单元中，所述原料包括功能性材料和可流动材料；

使所述原料的流沿流出所述配料单元的喷口的流动方向流动，并流向构造表面；

将场施加到所述流体流上对所述功能性材料进行排列，所述场具有垂直于所述流动方向的至少一个分量；

移动所述构造表面和所述喷口中的至少一者，使得离开所述喷口的所述流体流增材制造零件；以及

使所述场随时间变化，使得所述功能性材料的取向在所述零件的体积内能够选择性地变化。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括对所述原料进行加热以形成所述流。