[发明专利]基于脉冲电流的3D打印方法及装置

权利要求书

1.一种基于脉冲电流的3D打印方法，其特征在于，以非晶合金丝材或条带为原材料，通过脉冲电流对其点压进行焊接，逐层堆叠形成三维制品；其中

所述脉冲电流的持续时间小于等于10ms，加热速率为10⁵K/s以上；并且所述方法包括如下步骤：

1)参数的选择

以放电电流100～500A、电流脉冲宽度为0.5～10ms、压力值0.3～5kg，作为非晶合金条带/丝材焊接条件；

2)非晶合金的选择与制备

非晶合金体系为Pd、Au、Zr、Ti、Fe、Cu、La、Ce或Mg基；

根据所选非晶合金体系，将金属原料按原子比例进行配比，熔炼均匀后，通过熔体纺丝法制备出非晶合金条带；

3)电脉冲快速焊接

在脉冲电流作用下，两层非晶合金条带快速升温，并在压力作用下焊接成形一个整体。

2.一种基于脉冲电流的3D打印装置，所述装置采用根据权利要求1所述的基于脉冲电流的3D打印方法进行打印，所述装置包括机架，其特征在于，还包括：

设置在机架内的成形装置和控制装置，所述控制装置与所述成形装置控制连接，所述控制装置对所述成形装置进行指令控制；

所述成形装置包括传动装置、金属电极、带轮及传送轮，其中所述控制装置控制所述传送轮将非晶合金条带/丝材输送至所述金属电极正下方；

所述金属电极与所述传动装置传动连接，在所述控制装置的控制下、在所述传动装置带动下做上下直线往复运动，所述金属电极与所述非晶合金条带/丝材相互接触，产生压力；

所述带轮装有非晶合金材料，所述传送轮设于所述带轮及所述金属电极之间，用于将所述带轮中的非晶合金材料输送到所述金属电极下方；并在所述金属电极的旁边设置带材或丝材切断装置，便于增材制造样件三维成形；其中

所述成形装置还具有设置在所述金属电极正下方的底板，所述底板可进行三维运动；并且，所述控制装置包括恒流源，用于输出稳定大小及波形的脉冲电流，脉冲电流经导线输送至金属电极处，再经非金合金材料、底板流回所述恒流源中。

3.根据权利要求2所述的基于脉冲电流的3D打印装置，其特征在于，所述成形装置还具有压力传感器，所述压力传感器位于所述传动装置的下方、所述金属电极的正上方，所述压力传感器随所述金属电极的运动而运动。

4.根据权利要求3所述的基于脉冲电流的3D打印装置，其特征在于，所述指令控制包括：对所述金属电极上下直线往复运动的控制，对所述金属电极传输脉冲电流的控制，对所述底板三维运动的控制，对非晶合金材料传输速度的控制，以及对焊接点的间距的控制。

5.根据权利要求2至4任一所述的基于脉冲电流的3D打印装置，其特征在于，所述控制装置还包括智能触摸显示屏，通过触摸显示屏手动调整金属电极与非晶合金材料之间产生的压力值、焊接点的间距、脉冲电流波形和大小以及传送轮转动速度的设定。

6.根据权利要求2至4任一所述的基于脉冲电流的3D打印装置，其特征在于，还包括发电装置，所述发电装置安装于所述机架外部，通过电线与打印装置连接，为整个打印装置供电。