[发明专利]用于共形天线和电路一体化制造的3D打印装置及其方法

摘要

本发明公开了一种用于共形天线和电路一体化制造的3D打印装置及其方法，采用电场驱动喷射3D打印、熔融沉积成型、五轴联动3D打印相结合，实现共形天线和电路的一体化制造；采用FDM技术制造天线的基体结构，采用电场驱动喷射3D打印技术制造共形天线的电路；利用FDM喷头和打印平台五自由度运动实现各种复杂天线基体结构的自支撑打印，基于五轴联动平台和电场驱动喷射3D打印喷头实现天线导电图形在复杂曲面上的高精度共形打印；FDM喷头采用送丝机构供应打印耗材，实现打印耗材的按需供应；采用原位激光烧结技术，实现打印电路的同步烧结固化；采用CCD相机辅助定位，并对电路打印过程实时监控本发明具有多种优点和广泛工业化应用前景。

主权项

1.一种用于共形天线和电路一体化制造的3D打印装置，其特征是：包括安装平台，所述安装平台上设置X轴Ⅰ位移台，X轴Ⅰ位移台上设置X轴Ⅰ安装台，X轴Ⅰ安装台上安装可倾回转工作台，可倾回转工作台上设置具有真空吸附和加热功能的打印床，打印床上吸附有打印衬底；所述打印衬底上方对应设置FDM喷头和电场驱动喷头模块，所述FDM喷头固定在喷头安装架Ⅰ上，喷头安装架Ⅰ安装在Z轴Ⅰ位移台上，Z轴Ⅰ位移台安装在Z轴Ⅰ安装平台上，Z轴Ⅰ安装平台安装在X轴Ⅱ位移台上，X轴Ⅱ位移台上方设置有托链Ⅰ，打印耗材从耗材支架经过托链Ⅰ进入FDM喷头；所述X轴Ⅱ位移台两端分别通过Y轴Ⅰ滑动连接装置、Y轴Ⅱ滑动连接装置与Y轴Ⅰ位移台和Y轴Ⅱ位移台安装连接，Y轴Ⅰ位移台安装在立柱Ⅱ和立柱Ⅲ顶部，Y轴Ⅱ位移台安装在立柱Ⅰ和立柱Ⅳ顶部，立柱Ⅰ、立柱Ⅱ、立柱Ⅲ和立柱Ⅳ的底部分别固定安装在安装平台上，并与安装平台保持垂直；所述电场驱动喷头模块包括喷嘴、电极架、环形电极和储料筒，储料筒安装在储料筒固定架上，储料筒固定架与喷头安装架Ⅱ相连接，喷嘴同轴安装在储料筒下方，且与储料筒连通，环形电极与喷嘴保持同轴，环形电极固定在电极架上，电极架安装在储料筒上；所述环形电极与高压电源的输出端接通，高压电源与信号发生器连接并接地；所述电场驱动喷头模块固定在喷头安装架Ⅱ上，并在左右两侧分别设置激光器和CCD相机，激光器和CCD相机连接于喷头安装架Ⅱ上，喷头安装架Ⅱ安装在Z轴Ⅱ位移台上，Z轴Ⅱ位移台安装在Z轴Ⅱ安装平台上，Z轴Ⅱ安装平台安装在X轴Ⅱ位移台上，X轴Ⅱ位移台上方设置有托链Ⅱ，电场驱动喷头模块的储料筒上方设置供料管路和供气管路，所述供料管路经过托链Ⅱ，一端连接储料筒，另一端连接精密注射泵，精密注射泵安装在注射泵支架上；所述供气管路经过托链Ⅱ，一端连接储料筒，另一端连接精密调压表，再接通惰性气体瓶。