[发明专利]一种金属液滴离心式增材制造装置及制造方法

说明书

本发明公开了一种金属液滴离心式增材制造装置及制造方法，包括：电机、空腔轴、外层衬套和调整套；空腔轴可转动的设置在外层衬套内，电机用于驱动空腔轴转动；空腔轴内设置有空腔，用于放置固体金属材质；空腔轴的外壁设置有感应线圈，用于加热熔化空腔放置的固体金属材质；空腔轴的一端设置有微孔，微孔与空腔相连通，用于通过离心力甩出熔化后的液态金属；空腔轴设置有微孔的一端安装有调整套；调整套上设置有沟槽，移动调整套能够使微孔与沟槽重合，实现液态金属甩出。本发明能够实现无重力或微重力环境条件下的金属增材制造。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，特别涉及一种金属液滴离心式增材制造装置及制造方法。

背景技术

增材制造技术发展到现阶段，主要出现的增材制造技术有：SLA技术、FDM技术、SLM技术、SLS技术、激光熔覆沉积技术、弧焊增材技术等；每种技术都有自己的优缺点，其优缺点限制了技术的使用范围。随着太空技术的发展，各种航天器及空间站逐渐成为大国重视内容，未来走向深太空，太空制造技术已制约深太空技术发展的关键问题。传统制造技术无法适用于太空制造，探索新的太空制造技术已成为人类走上深太空宇宙旅行的绕不开的征途，增材制造技术以无模数字化制造的特点，已成为各国太空技术发展重点关注技术。

现阶段增材制造技术在太空领域的研究，主要集中于太空微重力环境条件下FDM打印，其它增材制造技术由于其自身特点所限制，不适用于太空微重力环境，而FDM打印技术在太空领应用研究主要集中聚合物打印或聚合物复合材料打印，不适用于金属材质打印，未来太空增材制造技术急需开发新技术来适应太空制造，以解决太空在轨金属材料打印。

综上，亟需一种新的增材制造技术，能够无视太空微重力环境，实现对金属材质零件的太空打印，为金属零件太空在轨增材制造提供技术支撑，这对太空技术的发展及未来深远太空星级旅行具有重要价值和意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属液滴离心式增材制造装置及制造方法，以解决太空环境条件下金属增材制造技术问题。本发明的装置及方法，可在太空微重力或无重力环境条件下进行金属零件的快速打印制作。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种金属液滴离心式增材制造装置，包括：电机、空腔轴、外层衬套和调整套；

所述空腔轴可转动的设置在所述外层衬套内，所述电机用于驱动所述空腔轴转动；

所述空腔轴内设置有空腔，用于放置固体金属材质；所述空腔轴的外壁设置有感应线圈，用于加热熔化所述空腔放置的固体金属材质；所述空腔轴的一端设置有微孔，所述微孔与所述空腔相连通，用于通过离心力甩出熔化后的液态金属；

所述空腔轴设置有微孔的一端安装有所述调整套；所述调整套上设置有沟槽，移动所述调整套能够使所述微孔与所述沟槽重合，实现液态金属甩出。

本发明的进一步改进在于，所述空腔轴的外壁设置有环状沟槽；所述感应线圈嵌装于所述环状沟槽内。

本发明的进一步改进在于，所述微孔的直径尺寸为0.5mm～3mm；所述微孔的数量为一个，用于实现线打印。

本发明的进一步改进在于，所述空腔轴内的空腔设有台阶，用于防止离心力造成金属液滴沿轴线溢出。

本发明的进一步改进在于，所述微孔的直径尺寸为0.5mm～3mm；所述微孔的数量为多个，组成预设排布形状的微孔组，用于实现面打印。

本发明的进一步改进在于，所述调整套可沿空腔轴轴向移动的安装在所述空腔轴上；所述调整套上开有多个扇形的沟槽，扇形角角度范围为30°～90°。

本发明的进一步改进在于，所述电机为伺服电机。

本发明的进一步改进在于，所述空腔内设置有推杆，用于推动液态金属，使液态金属紧贴空腔的内壁。