[发明专利]一种带小回流区的金属微滴喷射装置

权利要求书

1.一种带小回流区的金属微滴喷射装置，其特征在于：包括金属微滴产生单元、顶盖、底盖以及保护气流产生单元；

所述金属微滴产生单元包括喷射控制器、均匀金属微滴喷射控制组件、坩埚、加热组件以及喷嘴；

所述坩埚和加热组件由内向外同轴密封设置在顶盖与底盖之间，且两者之间留有保护气均布段流道；坩埚下端同轴设置有所述喷嘴，所述底盖上开设通孔，所述喷嘴伸出通孔，且坩埚和喷嘴均与底盖之间留有间隙；

所述均匀金属微滴喷射控制组件安装在顶盖上，均匀金属微滴喷射控制组件伸入坩埚内，并与坩埚同轴，在喷射控制器的控制下于喷嘴处形成金属液滴；

所述保护气流产生单元包括惰性气体气源、保护气控制电磁阀、背压气控制电磁阀、均气结构以及保护气流道外结构件；所述均气结构填充在所述保护气均布段流道内；

所述保护气流道外结构件设置在所述通孔上，保护气流道外结构件与喷嘴同轴，且喷嘴底部高于保护气流道外结构件底部；保护气流道外结构件为底部端口收缩的圆管结构，且喷嘴为具有流线型收缩尖端结构的底部端口收缩的圆管结构；保护气流道外结构件与喷嘴之间形成了自上而下由环形射流区I和侧吹区II组成的保护气作用段流道；其中，环形射流区I为长径比大于10的环形直流道，侧吹区II为流道收缩角度α满足10°α20°的斜流道；

所述惰性气体气源通过背压气控制电磁阀及开设在顶盖上的背压气体入口将气体通入坩埚中，使坩埚内部维持低氧状态；

所述惰性气体气源通过保护气控制电磁阀及开设在顶盖上的保护气体入口将气体通入均气结构中进行均气，再流经环形射流区I使保护气流动方向与金属液滴下落方向一致，最后经侧吹区II的小角度聚集作用到达喷嘴附近，对金属液滴进行低氧保护；

所述均气结构为耐高温多孔材料；

所述低氧指的是氧含量≤500ppm；

定义：所述喷嘴的出口直径为D₁，保护气流道外结构件的出口直径为D₂，喷嘴底端与保护气流道外结构件底端之间距离为S，喷嘴出口处回流区的高度为L，那么四者的关系满足以下条件：S＝(2/3～1)D₁，D₂＝(5～10)D₁，且L＝(1/3～2/3)D₁。

2.根据权利要求1所述带小回流区的金属微滴喷射装置，其特征在于：

所述惰性气体为氩气。

3.根据权利要求2所述带小回流区的金属微滴喷射装置，其特征在于：

所述加热组件、坩埚均与顶盖通过螺纹旋合密封连接。

4.根据权利要求3所述带小回流区的金属微滴喷射装置，其特征在于：

所述加热组件为高温加热炉。

5.一种金属微滴打印装置，其特征在于：包括三维运动平台以及权利要求1-4任一所述的金属微滴喷射装置。