[实用新型]一种液态金属3D打印装置

说明书

本实用新型公开了一种液态金属3D打印装置，涉及3D打印设备技术领域。该装置包括压力桶和基座，加热压力桶的顶部固定安装有气源进口，加热压力桶的上端中部固定连接于加热保温软管的一端，加热保温软管的另一端固定连接有加热打印喷头，基座的座体一侧固定嵌入安装有用于控制装置运行的控制器，基座的顶部固定安装有X轴板，X轴板的顶部固定连接有打印平台，基座的另一侧固定连接有支架，支架的内侧顶部固定连接有Y轴板，Y轴板靠近打印平台的一侧固定连接有Z轴滑台，且Z轴滑台远离Y轴板的一侧与加热打印喷头固定连接。本实用新型实现X向、Y向和Z向的动态三维精确定位，加热打印喷头通过控制器的控制系统实现液态金属的打印。

技术领域

本实用新型涉及3D打印设备技术领域，具体而言，涉及一种液态金属3D打印装置。

背景技术

对于3D打印原料来说，每种材料都有各自的优缺点。塑料的成本低、可塑性高，但是强度不够；金属够坚固但是很难制造成复杂的形状；玻璃非常好看但是也很易碎。液态金属可以集合上述材料的优点，并且很大程度上弥补它们的缺点。所谓液态金属通常是指在室温附近或更高一些常温下呈液态的金属，也称低熔点金属，如镓基、铋基金属及其合金等。此类金属在常温下可流动，导电性强，热学特性优异，易于实现固液转换。在热控领域，液态金属制作导热膏，用于芯片冷却和电脑器件散热，其沸点高、传热快，与传统材料相比，导热性有了量级的改变；液态金属制造的散热器可以解决热障这一传统材料无法解决的世界性难题，并已形成其独特的理论和技术体系。在电子领域，液态金属可以作为墨水用于3D打印，直接生成电子电路，与传统的金属相比，其打印温度和设备成本均大幅降低，并且制造时间缩短，可实现个性化定制。在医学领域，液态金属与人体有良好的生物相容性，可以将神经电信号连通，用以修复断裂神经。在机械领域，与传统的聚合物材料相比，液态金属自驱动、可变形、能跑会跳，为研发柔性机器人提供了路径。

3D打印作为最具创新意识和能力的技术，但常规金属3D打印由于采用的是熔点高达数百度甚至上千度的金属耗材，往往需要使用高功率激光或能量束成型，成本昂贵。如使用液态金属成本可以大大降低，提高了制造速度，因为液态金属在3D打印过程中原材料是液态形式，但打印堆积起来就会固化。且液态金属的熔点较低，可以与其他材料一并打印，如3D打印无人机，含有金属和非金属的结构，使用液态金属3D打印可以一气呵成。液态金属3D打印还可以打印到不同的凝胶里面，实现悬空打印，形成可拉伸变形的柔性电子。这是液态金属给传统制造和增材制造带来了颠覆性的变革。

研究3D打印液态金属技术的主要原因有两个：一是液态金属3D打印可以制造常规金属3D打印所能制造的任何复杂结构，甚至实现4D打印，由于液态金属在常温环境下易于实现固液转化或其他变形，所以可通过电场或磁场等控制金属变形。二是液态金属3D打印超越了常规的3D打印，是一种功能性3D打印技术，可以直接打印出电子元件。常规金属3D打印是很难制造出三维立体电路的，但液态金属3D打印不仅可以制造，还可以在各种不同的表面上打印功能元件，甚至在人类皮肤上也可成型。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种液态金属3D打印装置。该装置利用液态金属易于实现固液转换的特点，3D打印一次成型，由此免去了繁琐的加工程序，解决了许多领域传统技术的应用存在瓶颈的问题。

为实现上述利用液态金属易于实现固液转换的特点，3D打印一次成型，由此免去了繁琐的加工程序的目的，本实用新型提供如下技术方案：一种液态金属3D打印装置，包括压力桶和基座，所述加热压力桶的顶部固定安装有气源进口，所述加热压力桶的上端中部固定连接于加热保温软管的一端，所述加热保温软管的另一端固定连接有加热打印喷头，所述基座的座体一侧固定嵌入安装有用于控制装置运行的控制器，所述基座的顶部固定安装有X轴板，所述X轴板的顶部固定连接有打印平台，所述基座的另一侧固定连接有支架，所述支架的内侧顶部固定连接有Y轴板，所述Y轴板靠近打印平台的一侧固定连接有Z轴滑台，且Z轴滑台远离Y轴板的一侧与加热打印喷头固定连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述压力桶的内部设有加热器以及定量齿轮泵。