[发明专利]一种用于制备铝基复合材料的3D打印装置

权利要求书

1.一种用于制备铝基复合材料的3D打印装置，它包括三维移动模块，其特征在于：它还包括工控柜（1）、三维超声辅助打印模块（2）和储料输送模块（3）；

三维超声辅助打印模块（2）包括超声换能器（21）、变幅杆（22）、超声工具头（25）、打印喷嘴（26）、第二温度传感器（27）、第二加热模块（62）和基板（54）；三维移动模块的Z轴支架（28）和XY轴移动系统（56）上下设置，超声换能器（21）安装在Z轴支架（28）上，超声换能器（21）的下端与变幅杆（22）连接，变幅杆（22）上由下至上开设冷却水进水口（24）和冷却水出水口（23），变幅杆（22）的下端与超声工具头（25）连接，超声工具头（25）将超声作用于位于超声工具头（25）下端的打印喷嘴（26），超声工具头（25）的下部安装有第二温度传感器（27），第二加热模块（62）套装在超声工具头（25）上，所述打印喷嘴（26）内槽设有0.2mm的圆槽，打印喷嘴（26）的正下方设有安装在XY轴移动系统（56）上的可加热基板（54）；粉末颗粒（32）和液态铝合金熔体作为成型材料，分别储存在安装于Z轴支架（28）上的储料输送模块（3）中的粉末储料罐（31）和液态金属储料罐（41）中，储料输送模块（3）中的粉末输送系统和液态金属输送系统均与该圆槽相连，液态铝合金熔体在超声作用下浸渗入粉末颗粒（32）缝隙，再渗出与待打印表面接触并形成连接，工控柜（1）对三维超声辅助打印模块（2）、储料输送模块（3）和三维移动模块的打印动作进行控制；

液态金属输送系统包括第一电磁阀（43）、流量调节器（44）、氩气瓶（45）、液态金属输送管（46）、液态金属排料阀（47）、第一温度传感器（48）、第一加热模块（61）和隔热瓦（64）；第一温度传感器（48）安装在液态金属储料罐（41）的下部，第一加热模块（61）套装在液态金属储料罐（41）上，隔热瓦（64）包裹在第一加热模块（61）和第二加热模块（62）上；氩气瓶（45）通过管线与液态金属储料罐（41）的上盖连接并通入氩气，第一电磁阀（43）和流量调节器（44）安装在管线上；液态金属排料阀（47）安装在液态金属储料罐（41）的出料口处，液态金属输送管（46）的一端与液态金属排料阀（47）连接，液态金属输送管（46）的另一端与圆槽相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于制备铝基复合材料的3D打印装置，其特征在于：打印喷嘴（26）的圆槽为圆弧过度角。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于制备铝基复合材料的3D打印装置，其特征在于：超声工具头（25）的材质为钼合金或纯铌或钛合金或钨合金。

4.根据权利要求3所述的一种用于制备铝基复合材料的3D打印装置，其特征在于：三维超声辅助打印模块（2）还包括第三温度传感器（55）和第三加热模块（63），第三加热模块（63）安装在基板（54）内，第三温度传感器（55）安装在基板（54）的上部。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于制备铝基复合材料的3D打印装置，其特征在于：储料输送模块（3）包括粉末储料罐（31）、液态金属储料罐（41）、粉末输送系统和液态金属输送系统；粉末储料罐（31）内装有粉末颗粒（32），液态金属储料罐（41）内装有铝合金液体（42），粉末储料罐（31）和液态金属储料罐（41）分别安装在超声工具头（25）左右两侧的Z轴支架（28）上，粉末储料罐（31）和液态金属储料罐（41）的输出端均通过粉末输送系统和液态金属输送系统与圆槽相连。

6.根据权利要求5所述的一种用于制备铝基复合材料的3D打印装置，其特征在于：粉末储料罐（31）内的粉末颗粒（32）为陶瓷颗粒或石墨烯颗粒或金刚石颗粒。