[发明专利]一种超声辅助打印金属表面膜的装置及方法

权利要求书

1.一种超声辅助打印金属表面膜的装置，它包括三维移动模块，其特征在于：它还包括工控柜(1)、超声辅助打印模块、超声碾压模块和储料及输送系统，

工控柜(1)控制超声辅助打印模块、超声碾压模块、储料及输送系统和三维移动系统的打印动作，

超声辅助打印模块和超声碾压模块由左至右依次安装在三维移动模块的Z轴支架(52)上，储料及输送系统的储料罐(41)安装在超声辅助打印模块左侧的Z轴支架(52)上，且储料罐(41)内放置有颗粒或块状的金属作为原材料，储料及输送系统通过套装在储料罐(41)外侧的第二加热模块(43)对原材料加热熔化，储料及输送系统的氩气瓶(49)与储料罐(41)连接并向储料罐(41)内施加气压，储料及输送系统的输料管(46)与超声辅助打印模块的打印喷嘴(26)相连，液态金属流出打印喷嘴(26)后，在超声辅助打印模块的第一超声工具头(23)的超声的作用下破除液态金属表面的氧化膜和待打印材料表面实现连接，位于超声辅助打印模块右侧的超声碾压模块的碾压头(34)将半固态下的金属膜碾压平整。

2.根据权利要求1所述的一种超声辅助打印金属表面膜的装置，其特征在于：超声辅助打印模块包括第一超声换能器(21)、第一变幅杆(22)、第一超声工具头(23)、第一加热模块(24)、第一温度传感器(25)、打印喷嘴(26)、基板(61)、第三加热模块(62)和第三温度传感器(63)，

三维移动模块的Z轴支架(52)和XY轴支架(55)上下设置，第一超声换能器(21)安装在Z轴支架(52)上，第一变幅杆(22)安装在第一超声换能器(21)的下端，第一超声工具头(23)安装在第一变幅杆(22)的下端，第一超声工具头(23)的下端设有打印喷嘴(26)，第一温度传感器(25)安装在第一超声工具头(23)的下部，第一加热模块(24)套装在第一超声工具头(23)上，储料及输送系统的输料管(46)与打印喷嘴(26)连接，其中，喷嘴(26)处的液态金属流出管的直径范围为20μm-1000μm，喷嘴(26)内流出管与平面(262)以圆倒角(261)过渡，圆倒角(261)的半径为50-600μm，打印间距为100-300μm；基板(61)安装在XY轴支架(55)上，第三加热模块(62)和第三温度传感器(63)安装在基板(61)上；超声碾压模块安装在第一超声换能器(21)的右侧，超声碾压模块的下端碾压半固态下的金属膜。

3.根据权利要求2所述的一种超声辅助打印金属表面膜的装置，其特征在于：喷嘴(26)的下端外沿四周为圆倒角(263)，所述的倒角(263)的半径为200-1000μm。

4.根据权利要求2或3所述的一种超声辅助打印金属表面膜的装置，其特征在于：超声工具头(24)的材质为钼合金或纯铌或钛合金或钨合金。

5.根据权利要求4所述的一种超声辅助打印金属表面膜的装置，其特征在于：超声工具头(24)内设置有液态金属通道。

6.根据权利要求2或5所述的一种超声辅助打印金属表面膜的装置，其特征在于：超声碾压模块包括第二超声换能器(31)、第二变幅杆(32)、第二超声工具头(33)和碾压头(34)，

第二超声换能器(31)安装在Z轴支架(52)上并位于第一超声换能器(21)的右侧，第二变幅杆(32)和第二超声工具头(33)由上至下依次安装在第二超声换能器(31)的下端，碾压头(34)安装在第二超声工具头(33)的下端。

7.根据权利要求6所述的一种超声辅助打印金属表面膜的装置，其特征在于：碾压头(34)下端的碾压面为圆弧状。