[发明专利]一种基于压电微喷的热熔金属微液滴直接按需打印机构

说明书

本发明提供了一种基于压电微喷的热熔金属微液滴直接按需打印机构，包括基座、柔性位移放大机构、压电叠堆、推杆、刚性压紧环、热熔腔体结构和弹性膜片，柔性位移放大机构和热熔腔体结构均固定在基座上，在热熔腔体结构的中心处开设锥形腔体，在热熔腔体结构的上壁面开设进料孔，进料孔通过连通槽道与锥形腔体连通，在锥形腔体的尖端处开有喷射微孔，压电叠堆与柔性位移放大机构的输入端相连，推杆的一端与柔性位移放大机构的输出端连接，另一端与弹性膜片连接，刚性压紧环压紧弹性膜片覆盖在锥形腔体的开口处形成封闭腔体。本发明能实现热熔金属微液滴的直接打印喷射，结构简单紧凑，所喷射的热熔金属微液滴形状规则，出口速度、体积可控。

技术领域

本发明属于热熔金属微液滴喷射领域，尤其是涉及一种基于压电微喷的热熔金属微液滴直接按需打印机构。

背景技术

目前热熔金属微液滴喷射打印技术在金属零件微小缺陷修补，微型复杂金属结构件打印成型，以及电子元器件管脚焊接等方面有很好的应用前景。现有均匀熔融金属束流喷射沉积技术对所喷出连续流体进行精准控制的方法相对复杂，较难实现按需喷射，一般用于高频连续喷射沉积制造；另外，现有基于气动驱动的熔融金属液滴喷射方式受气体的可压缩性限制，具有控制效果差、喷射精度低、结构复杂和响应慢的不足。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于压电微喷的热熔金属微液滴直接按需打印机构，本发明可以实现热熔金属微液滴的直接打印喷射，结构简单紧凑，无需背压系统，仅依靠重力作用使熔融金属沿着供液通道持续流入腔体，所喷射的热熔金属微液滴形状规则，出口速度、体积可控，可以解决现有基于激光选择烧结的金属增材制造工艺复杂、材料利用率低的问题和基于气动的熔融金属液滴打印方式精度低、结构复杂和响应慢的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于压电微喷的热熔金属微液滴直接按需打印机构，包括基座、柔性位移放大机构、压电叠堆、导向压紧块、推杆、刚性压紧环、热熔腔体结构和弹性膜片，所述的柔性位移放大机构和热熔腔体结构均固定在基座上，在所述热熔腔体结构的中心处开设有锥形腔体，且锥形腔体的开口朝向柔性位移放大机构的输出端布置，在热熔腔体结构的上壁面开设有进料孔，在热熔腔体结构内开设有连通槽道，所述的进料孔通过连通槽道与锥形腔体连通，在锥形腔体的尖端处开有喷射微孔，所述的导向压紧块一端抵在压电叠堆上，另一端通过预紧螺钉固定在柔性位移放大机构上，所述的压电叠堆与柔性位移放大机构的输入端相连，所述的推杆的一端与柔性位移放大机构的输出端连接，另一端与弹性膜片连接，所述的刚性压紧环压紧弹性膜片覆盖在锥形腔体的开口处形成封闭腔体。

进一步的，所述柔性位移放大机构包括布置在同一水平面内的第一横向杆、第二横向杆、纵向杆、输出杆和输入槽，所述第一横向杆、第二横向杆和纵向杆均各设置两个，且两个第一横向杆同一直线布置，两个第二横向杆同一直线布置，所述第一横向杆和第二横向杆平行布置，两个纵向杆平行布置；

两个纵向杆位于第一横向杆和第二横向杆之间，所述输入槽位于两个第一横向杆之间，且通过铰链与两个第一横向杆的相邻端连接，两个第一横向杆的另一端分别与相对应的纵向杆的一端通过铰链连接，所述输出杆位于两个第二横向杆之间，且通过铰链与两个第二横向杆的相邻端连接，两个第二横向杆的另一端分别与相对应的纵向杆的另一端通过铰链连接，两个第一横向杆通过一第一安装座与基座连接，每个第二横向杆通过一个第二安装座与基座连接，且横向杆与各自的安装座之间通过铰链连接，所述压电叠堆和导向压紧块设置在输入槽与第一安装座之间形成的容纳空间内，且所述导向压紧块通过预紧螺钉固定在第一安装座上。

进一步的，所述连通槽道包括正L型槽道和倒L型槽道，且正L型槽道的水平部分和倒L型槽道的水平部分连通。

进一步的，在所述热熔腔体结构上围绕锥形腔体布置有多个加热槽道，且在加热槽道上插入电热棒，在锥形腔体的外围均匀布置多个用于刚性压紧环与热熔腔体之间的螺栓紧固连接的连接孔，在热熔腔体结构的底部开有用于布置与基座紧固连接的螺栓通孔。