[发明专利]一种基于液固化学反应沉积的3D打印机及其运行方法

摘要

本发明公开了一种基于液固化学反应沉积的3D打印机及其运行方法；包括密封成型室、粉料缸、成型缸、铺粉机构，以及设在密封成型室内的三轴联动机构；该三轴联动机构根据3D打印机控制系统的移动路径规划，携带喷嘴在密封成型室内运动；密封成型室的外部设有供液装置，供液装置内盛装有胶状反应物质，所述喷嘴为液体喷嘴，该液体喷嘴通过随动导管与供液装置连通；通过胶状物与粉末物质发生化学反应产生固体沉淀的现象，根据所需零件数字化模型，按照处理后的移动路径，控制液体喷嘴选区移动并不断喷出胶状反应物质与基体粉末物质发生化学沉积反应，经过与现有3D打印增材制造设备的层层累积叠加方式，待凝固后，最终实现整个零件的成型。 1

主权项

1.一种基于液固化学反应沉积的3D打印机，包括密封成型室(8)、粉料缸(14)、成型缸(16)、铺粉机构，以及设置在密封成型室(8)内的三轴联动机构；该三轴联动机构根据3D打印机控制系统的移动路径规划，携带喷嘴在密封成型室(8)内沿X轴、Y轴或者Z轴方向运动；其特征在于：所述密封成型室(8)的外部设置有供液装置(1)，供液装置(1)内盛装有胶状反应物质(3)，所述喷嘴为液体喷嘴(13)，该液体喷嘴(13)通过随动导管(4)与供液装置(1)连通；作业过程中，供液装置(1)将其内的胶状反应物质(3)通过随动导管(4)输送至液体喷嘴(13)。

2.根据权利要求1所述基于液固化学反应沉积的3D打印机，其特征在于：所述随动导管(4)与供液装置(1)的衔接处设置有电磁阀门(5)。

3.根据权利要求1所述基于液固化学反应沉积的3D打印机，其特征在于：所述成型缸(16)内部设置有成型基台，成型基台由其底部的丝杆机构驱动其升降。

4.根据权利要求3所述基于液固化学反应沉积的3D打印机，其特征在于：所述成型缸(16)的右侧设置有一粉末回收缸(18)。

5.一种基于液固化学反应沉积的运行方法，其特征在于采用权利要求4所述基于液固化学反应沉积的3D打印机实现，其包括如下步骤：

步骤一：根据待加工零件的形状，建立其三维数字模型，然后保存为STL格式文件，使用切片软件对三维数字模型进行切片处理，每层切片的厚度相同，切片中包含了零件的截面轮廓信息，将切片后的文件导入移动路径规划软件中，获得液体喷嘴(13)的移动路径数据；

步骤二：根据待加工零件的材料属性，配置胶状反应物质(3)和粉末基体物质，胶状反应物质(3)应满足可与粉末基体物质发生化学沉淀反应并产生所需待加工零件的材料要求，然后通过电磁阀门(5)设定胶状反应物质(3)的流量，最后将胶状反应物质(3)和粉末基体物质分别放置于供液装置(1)的供液槽内和粉料缸(14)内；

步骤三：通过三轴联动机构调整液体喷嘴(13)的坐标位置，预先将液体喷嘴(13)的喷嘴移动至成型缸(16)的成型基台上，并与成型基台距离一个切片厚度；

步骤四：启动加工作业，三轴联动机构根据3D打印机控制系统的移动路径规划，携带液体喷嘴(13)按照步骤一中的移动路径数据，选择性的在成型基台上喷射胶状反应物质(3)，胶状反应物质(3)与粉末基体物质接触发生化学反应沉积，完成零件的一个成型层的加工；

步骤五：步骤四完成后，成型基台下降一个切片层厚的高度，粉料缸(14)的粉末上升一个切片的高度，在铺粉机构的铺粉刷12驱动下，粉末基体物质重新覆盖在已成型层的表面，形成新的粉末基体物质层，液体喷嘴(13)按照下一层移动路径，将胶状反应物质(3)喷射到已成型层表面上新的粉末基体物质层上，通过胶状反应物质(3)与新的粉末基体物质层的化学反应，产生的物质沉积到已成型层表面，完成零件的又一个成型层的加工；

步骤六：重复步骤四至步骤五，直至整个零件加工完成。

6.根据权利要求5所述基于液固化学反应沉积的运行方法，其特征在于步骤二所述胶状反应物质(3)为液态胶状反应物质；粉末基体物质为粉末。