[实用新型]一种喷头矩阵式排列3D打印成型装置

说明书

一种喷头矩阵式排列3D打印成型装置，包括进料斗、与进料斗连通的储料箱体；所述的储料箱体的底部设置有若干出料管，出料管通过软管连接有出料喷头，出料喷头设置于可平移的支撑盘上；支撑盘与能带动其平移的平移驱动机构连接；所述的出料喷头的下方设置有可升降接料盘；所述的出料斗的出口端连接有挤压料管，所述的挤压料管内设置有螺旋推进杆、用以对从出料斗出口端出来的坯料挤压推进入储料箱体内；所述的储料箱体的顶部密封有箱盖、用以防止坯料从顶部挤出。具有体型小、且还能够使得打印的产品的形状和长度保持一致，充分发挥小型产品的特性，特别能适应小型催化剂载体打印成型，同时能够实现打印批量产品、提高生产效率的优点。

技术领域

本实用新型涉及催化剂载体制造技术领域，具体的涉及一种喷头矩阵式排列3D打印成型装置及方法。

背景技术

3D打印技术是近几年新兴的技术，3D打印如用于打印航天器材部件、建筑构件以及私人订制打印等等行业；但是现有的3D打印技术往往只能一次性打印单一产品，打印效率低；此外，打印的往往是大型的型材，对于小型材料打印较少。

目前市场上3D打印技术，有激光高温瞬间熔化金属打印成型，有紫外线照射光敏树脂产生凝固打印成型，其使用范围主要集中在金属和塑料材质领域，适用范围窄，制造成本高，比如激光批量打印需要巨量的高能激光探头，能耗极大；再比如掺杂塑料打印的光敏树脂，其添加量30～80％，仅光敏树脂一吨要4～8万元/吨，最主要难题是目前市场上都是单一物质加工，还不能批量生产，没有可用的批量打印技术。

以下以具有代表性的催化剂作为具体领域作进一步描述：

催化剂在石油化工领域是一类广泛应用的，不可或缺的产品，主要用于石油化工产品生产中的化学加工的过程。

催化剂主要由两部分构成，分别是载体和活性物质，活性物质负载在载体上构成催化剂。活性物质是由一种或多种金属单质，金属氧化物，金属硫化物混合组成的活性组分，活性组分负载在载体上，方便搬运，投放，回收，最主要的是能给催化反应提供合适的孔道用于选择性催化反应，同时能提供合适的空隙率便于气液流动。

现有的催化剂载体的性能不仅取决于载体的比表面积，孔容，孔径以及载体材料的性质，也与载体的形状有密切关系。对于加氢催化剂(条形或球形)来说，在材料特性和活性金属数量保持一致的情况下，载体的大小与其活性因子的经验关系如下：

可见，由于催化剂载体的直径越小，其活性因子越大；因此，如何把催化剂载体的直径做小具有重要意义。实际上，经过研究表明，催化剂载体直径越小则活性因子呈几何级数增长，是因为被反应的物质到达催化剂各个局部所受的阻力呈几何级数的降低；另外催化剂载体越小意味着催化剂的外表面积越大，这使被反应物质扩散非常容易。

但是小尺寸的催化剂载体的外空隙率很低。比如加氢催化剂一般是条形、条状的(横截面为三叶草或四叶草形)，这种条形、条状的催化剂现在最小的直径是1.1-1.3mm，其外空隙率约为28％-35％，如果小于这个直径，空隙率将低于28％并使床层压力降上升到一个无法承受的地步。

由此可见生产出优质的镂空、薄壁的催化剂载体是非常有前景的。

行业公知，微型异形的催化剂载体制造比较困难，体型越小越难成型，传统技术对于大量生产直径小于3mm的中心镂空小球或长短一致中心通孔的“米粒环”催化剂载体产品是无法实现的。原先已有专利技术涉及该领域载体成型方法，主要是将催化剂载体的坯料通过模具挤压成型，孔的大小取决于模具孔的大小，虽然可以制作一些小直径的产品，但是却无法控制载体保持一致的形状和长度，因为通过模具出长条形的催化剂载体还需要进行剪裁，由于催化剂载体属于小直径材料，剪裁力度不好控制，导致材料碎裂，或者各个批次剪裁长度不统一，很难保证后续的使用效果。

以上以催化剂作为背景技术做说明，其作用不限于催化剂生产领域。