[发明专利]一种热电偶瞬态热流传感器的3D打印制作方法及装置

权利要求书

1.一种热电偶瞬态热流传感器的3D打印制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤100、建立3D打印的控制温度和压力烧结正极区域打印器、负极区域打印器和绝缘层打印器的相对坐标系；

步骤200、预先设定3D打印机烧结正极区域形状和负极区域形状，并实时计算正极区域面积和负极区域面积的比例，根据计算结果选择进行下移步骤或是发出警报；

步骤300、绝缘层打印形状与正极区域形状和负极区域形状交互，绝缘层打印厚度与正极区域面积和负极区域面积交互，将正极区域和负极区域的形状和面积代入处理单元得出绝缘层的形状和厚度并打印，正极区域、负极区域和绝缘层的打印具体步骤为：

步骤301、对比正极区域和负极区域设定的打印形状生成绝缘层的打印形状；

步骤302、对比正极区域和负极区域设定的打印面积，并经过算法处理后调整绝缘层的打印厚度；

步骤303、分别沿绝缘层的两侧打印正极区域和负极区域，并且正极区域、负极区域和绝缘层整体形成圆形结构；

步骤400、正极打印器对正极金属颗粒输送、负极打印器对负极金属颗粒输送，以及绝缘层打印器对绝缘层颗粒材料进行输送；

步骤500、3D打印机对打印区域封闭，从而实时调整3D打印的温度和压力。

2.根据权利要求1所述的一种热电偶瞬态热流传感器的3D打印制作方法，其特征在于，在步骤301中，正极材料和负极材料的面积比例为：

正极材料面积/负极材料面积＝α，其中α∈(0.5-2)。

3.根据权利要求1所述的一种热电偶瞬态热流传感器的3D打印制作方法，其特征在于，在步骤302中，绝缘层的厚度计算方式为：

绝缘层厚度＝正极区域和负极区域整体的直径×β，其中β∈(0.3％-2％)。

4.一种用于权利要求1-3任一项所述热电偶瞬态热流传感器的3D打印制作方法的3D打印装置，包括对热电偶瞬态热流传感器进行逐层堆积黏结的3D打印机，其特征在于：所述热电偶瞬态热流传感器包括正极区域、负极区域和绝缘区域；

所述3D打印机包括用于安装设备并形成密闭打印空间的打印机主体(1)，并且所述打印机主体(1)的内部安装有用于水平移动的打印器驱动平台(2)，所述打印器驱动平台(2)上安装有分别用于打印正极区域、负极区域和绝缘层区域的激光烧结打印器(3)，所述打印机主体(1)的外侧安装有用于向所述激光烧结打印器(3)分类供给粉料的粉料供给装置(4)，所述打印机主体(1)的内部安装有用于配合所述激光烧结打印器(3)打印的温控基座(5)；

所述打印器驱动平台(2)包括安装在所述打印机主体(1)内部的并联机械手(21)，以及安装在所述并联机械手(21)上用于安装激光烧结打印器(3)的喷头安装平台(22)，所述喷头安装平台(22)通过所述并联机械手(21)驱动朝向任意方向位移；

所述激光烧结打印器(3)包括用于打印正极区域的正极打印喷头(31)、用于打印负极区域的负极打印喷头(32)和用于打印绝缘层的绝缘层喷头(33)，并且所述正极打印喷头(31)、所述负极打印喷头(32)和所述绝缘层喷头(33)的内部安装有用于实时接收和上传信号的信号接收单元。

5.根据权利要求4所述的3D打印装置，其特征在于：所述粉料供给装置(4)的内部安装有用于输送正极金属颗粒的正极材料输送器(41)、用于输送负极金属颗粒的负极材料输送器(42)，以及用于输送绝缘层颗粒的绝缘层材料输送器(43)。

6.根据权利要求4所述的3D打印装置，其特征在于：所述打印机主体(1)的内部分别安装有电极喷头设定单元(11)、绝缘喷头设定单元(12)和绝缘层厚度设定单元(13)；

所述电极喷头设定单元(11)用于设定所述正极打印喷头(31)和所述负极打印喷头(32)打印正极、负极的形状和正极、负极的打印面积；

所述绝缘喷头设定单元(12)用于对比所述正极打印喷头(31)和所述负极打印喷头(32)的打印形状并控制所述绝缘层喷头(33)的打印形状；

所述绝缘层厚度设定单元(13)通过对比换算所述正极打印喷头(31)和所述负极打印喷头(32)的打印面积控制所述绝缘层喷头(33)打印绝缘层的厚度。

7.根据权利要求5所述的3D打印装置，其特征在于：所述正极材料输送器(41)和所述负极材料输送器(42)用于输送直径0.5-20um的金属颗粒，所述绝缘层材料输送器(43)用于输送直径0.5-1um的绝缘层颗粒。