[发明专利]用于磁流体动力(MHD)打印头/喷嘴重复使用的方法

说明书

本发明题为“用于磁流体动力(MHD)打印头/喷嘴重复使用的方法”。一种用于操作打印机的方法可包括：从打印机排出打印材料；将牺牲金属放置到该打印机中；从该打印机的喷嘴喷射该牺牲金属；并且将该打印机冷却至低于该打印材料和该牺牲金属的熔点的温度。该打印材料可以是或包括铝，并且该牺牲金属可以是或包括锡。当该打印材料为熔融形式时，例如约600℃至约2000℃，该打印材料可从该打印机中排出。该牺牲金属可在高于牺牲金属的熔点但低于打印材料的熔点，例如低于约300℃的温度下从该喷嘴喷射。该方法可减少或消除各种打印机结构诸如喷嘴在打印机的关闭或冷却期间的开裂。

技术领域

本教导内容涉及打印领域，诸如三维打印、功能打印和其他打印，并且更具体地涉及用于打印高熔点温度材料(诸如金属和金属合金)的方法和结构。

背景技术

能够喷出或喷射高温材料(诸如金属)的按需滴墨(DOD)打印机正在开发和改进中。一种类型的打印机采用磁流体动力(MHD)技术来操纵导电打印流体或打印材料诸如液态金属打印材料，例如熔融铝，使用磁场从喷嘴喷射单个液滴或体积的打印材料。在金属打印过程中，固体形式的金属可从线材线轴供应到打印机的供应贮存器。将固体金属在供应贮存器内加热至足以熔融固体金属并保持供应贮存器内液态金属的液位的温度。当供应贮存器内的液态金属的液位足够时，液态金属从供应贮存器穿过通道到达喷嘴，并且可开始打印。从喷嘴喷射到表面上的液态金属被替换，使得在供应贮存器内保持液态金属的所需液位或体积。因此，液态金属的打印可以是连续的。

为了在打印之后准备金属打印机以供储存或其他不使用时段，熔融金属打印流体可通过喷嘴排出，然后打印机可冷却。在冷却打印机之前排出打印流体减少了与打印材料和各种打印机结构之间的热失配相关联的问题。

与打印高温打印流体诸如减少对打印机结构的损坏的液态金属的打印机一起使用的方法将是本领域所欢迎的补充。

发明内容

以下给出简要的发明内容，以便提供对本教导内容的一个或多个具体实施的一些方面的基本理解。这个发明内容不是全面的概述，也并不旨在标识本教导内容的关键或重要元素，也并不旨在描述本公开的范围。相反，其主要目的仅仅是以简化形式呈现一个或多个概念，作为后面所呈现的具体实施方式的前序。

在本教导内容的一个实施方式中，用于操作打印机的方法包括：从打印机的供应贮存器排出打印材料，其中打印材料是具有第一熔点的第一金属，将牺牲金属放置到打印机的供应贮存器中，其中牺牲金属是具有低于第一熔点的第二熔点的第二金属，从打印机的喷嘴喷射牺牲金属，以及在从喷嘴喷射牺牲金属之后冷却打印机。

任选地，该方法还可包括在排出打印材料之前从打印机的喷嘴喷射打印材料。打印材料的喷射还可包括在高于第一熔点的温度下，例如在600℃至2000℃的温度下，从喷嘴喷射第一金属。第一金属可包括熔点大于600℃的铝，并且打印材料的排出可包括在大于600℃的温度下从打印机的喷嘴喷射打印材料。此外，第二金属可包括熔点小于300℃的锡，并且从喷嘴喷射牺牲金属可包括在小于300℃的温度下从打印机的喷嘴喷射牺牲金属。打印机的冷却可包括将牺牲金属冷却至20℃至22℃的温度。

一些实施方式包括在打印机的冷却之后将一定体积的打印材料放置在打印机的供应贮存器内，然后在高于第一熔点的温度下从打印机的喷嘴喷射打印材料。

在另一个实施方式中，打印机关闭过程包括：从打印机的供应贮存器排出金属打印材料，其中打印材料具有第一熔点，并且在排出期间金属打印材料处于高于第一熔点的第一温度下；将牺牲金属放置在打印机的供应贮存器内；通过打印机的喷嘴从打印机的供应贮存器喷射牺牲金属，其中牺牲金属具有低于第一熔点的第二熔点，并且牺牲金属在喷射期间处于低于第一熔点且高于第二熔点的第二温度下；以及将打印机冷却至低于打印材料的第一熔点和牺牲金属的第二熔点的第三温度。任选地，第一温度可为600℃至2000℃，并且第二温度可低于300℃。另外，打印材料可包括80％至100％的铝，并且牺牲金属可包括30％至100％的锡。