一种用于硫系玻璃元件的3D打印装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于硫系玻璃元件的3D打印装置，涉及硫系玻璃制备技术领域，解决的问题是为硫系玻璃提供了稳定的制备环境，能够实现硫系玻璃的3D打印，生产周期短，生产效率高。主要采用的技术方案为:3D打印装置包括打印腔体、控制平台系统、气氛控制系统和真空系统。所述打印腔体的顶端设有喷嘴，所述喷嘴用于喷射玻璃浆料；所述控制平台系统设置在所述打印腔体内，所述控制平台系统的操作面与所述喷嘴相对，用于承载所述喷嘴喷射的玻璃浆料；所述气氛控制系统与所述打印腔体连通，用于向所述打印腔体内提供保护气体；所述真空系统与所述打印腔体连通，用于对所述打印腔体内抽制真空。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及硫系玻璃制备
，尤其涉及一种用于硫系玻璃元件的3D打印装置。
技术介绍
硫系玻璃是指以元素周期表ⅥA族元素S、Se、Te为主并引入一定量的其他元素所形成的玻璃。相对于氧化物玻璃而言，硫系玻璃具有较大的质量和较弱的键强，是一种优良红外光学材料，光谱透过范围(0.9～15μm)。硫系玻璃作为一种红外光学材料，在红外波段透过光谱范围宽、光热特性稳定、化学稳定性优异、性能连续可调、制备成本低，并且与单晶锗等红外晶体材料在一些性能上具有互补性。在红外光学部件设计中，热差系数低硫系玻璃和高热差系数晶体材料组合用于红外光学系统中，可极大丰富红外光学材料的选择范围，增加系统设计的灵活性，简化系统结构，更为重要的是可显著改善系统在不同环境下(-55℃～130℃)的成像质量，提升红外热成像等光学系统的温度自适应性能，满足系统无热化设计要求，因此，硫系玻璃被视为新一代温度自适应红外光学系统核心透镜材料，可广泛应用于夜视枪瞄、红外肩扛导弹、战机夜视巡航、汽车夜视、安防监控等红外系统，市场前景巨大。在硫系玻璃应用时，需要将其加工成形面复杂的光学元件来消除自身较大色散系数对光学系统的影响。目前，硫系玻璃元件加工最常用的方法有传统磨削加工、金刚石单点车削以及精密模压成形等三种方式。其中，传统磨削加工周期长，成品率低，材料利用率低，无法加工复杂形面光学元件如衍射非球面；金刚石单点车削可以加工复杂形面的光学元件，精度高，但材料利用率和加工效率低，成本高；精密模压成形适宜复杂形面光学元件的批量成形，但是精密成形模具成本过高，满足产品多样性的能力较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于，提供一种用于硫系玻璃元件的3D打印装置，目的是为硫系玻璃提供了稳定的制备环境，能够实现硫系玻璃的3D打印，生产周期短，生产效率高。为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：本专利技术提供一种用于硫系玻璃元件的3D打印装置，所述用于硫系玻璃元件的3D打印装置包括：打印腔体，所述打印腔体的顶端设有喷嘴，所述喷嘴用于喷射玻璃浆料；控制平台系统，所述控制平台系统设置在所述打印腔体内，所述控制平台系统的操作面与所述喷嘴相对，用于承载所述喷嘴喷射的玻璃浆料；气氛控制系统，所述气氛控制系统与所述打印腔体连通，用于向所述打印腔体内提供保护气体；真空系统，所述真空系统与所述打印腔体连通，用于对所述打印腔体内抽制真空。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。如前所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其中，所述打印腔体包括：红外测温仪，所述红外测温仪设置在所述打印腔体的内壁上，用于监测所述打印腔体内的温度以获取第一温度信号；激光发射器，所述激光发射器设置在所述打印腔体上，所述激光发射器的发射端的轴线与所述喷嘴的轴线相交；控制器，所述控制器分别与所述红外测温仪和所述激光发射器电连接，用于接收所述红外测温仪监测的第一温度信号，并根据所述第一温度信号控制所述激光发射器发射激光。如前所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其中，所述喷嘴包括：依次连接的防护外壳、保温隔热绝缘材料层、电加热丝层和熔融腔体；所述电加热丝层将所述喷嘴分成预热加温段和玻璃软化段；所述预热加温段和所述玻璃软化段上均设有温度传感器；所述控制器与所述电加热丝层和所述温度传感器电连接，用于根据所述温度传感器检测的第二温度信号，并根据所述第二温度信号控制所述电加热丝层工作。如前所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其中，所述控制平台系统包括：三维操作平台，所述三维操作平台设置在所述打印腔体内；所述三维操作平台的操作面与所述喷嘴相对；加热板，所述加热板铺设在所述三维操作平台的操作面上，用于承载所述喷嘴喷射的玻璃浆料，并成型玻璃板；定位器，所述定位器设置在所述加热板上，用于固定所述玻璃板。如前所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其中，所述三维操作平台包括：平台板，所述平台板具有所述操作面和与所述操作面相对的支撑面，所述支撑面上设有滑动连接结构；支撑杆，所述支撑杆的一端与所述滑动连接结构连接，使所述支撑杆相对所述平台板滑动；隔热板，所述隔热板设置在所述三维操作平台的操作面与所述加热板之间，用于阻断所述加热板的热量向所述三维操作平台扩散。如前所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其中，所述滑动连接结构包括：第一滑动件，所述第一滑动件设置在是支撑面上；第二滑动件，所述第二滑动件与所述第一滑动件滑动连接，所述第二滑动件与所述支撑杆的一端转动连接；通过所述滑动连接结构，所述支撑杆的轴线与所述平台板的支撑面呈锐角。如前所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其中，所述控制平台系统还包括：调整器，所述调整器与所述第二滑动件连接，用于调整所述第二滑动件相对第一滑动件的滑动距离，和/或所述第二滑动件相对所述支撑杆的转动角度。如前所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其中，所述气氛控制系统包括：气源；输送管路，所述输送管路与所述气源和所述打印腔体连通；流量计，所述流量计设置在所述输送管路上，用于控制所述输送管路的流量；压控仪，所述压控仪设置在所述打印腔体内，用于监控所述打印腔体内的压力值。如前所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其中，所述真空系统包括：泵组，所述泵组用于对所述打印腔体内抽制真空，所述泵组通过管道与所述打印腔体连通；水冷装置，所述水冷装置设置在所述泵组上，用于对所述泵组进行降温；气动控制阀，所述气动控制阀设置在所述管道上，用于开启或关闭所述泵组与所述打印腔体的连通。如前所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其中，所述3D打印装置还包括：输送器，所述输送器的出料端与所述喷嘴连接。借由上述技术方案，本专利技术提供的一种用于硫系玻璃元件的3D打印装置至少具有下列优点：本专利技术实施例通过将打印腔体的顶端设有用于喷射玻璃浆料的喷嘴；通过将控制平台系统设置在打印腔体内，将控制平台系统的操作面与喷嘴相对，便于承载从喷嘴喷射的玻璃浆料；通过将气氛控制系统向打印腔体内提供保护气体，以便玻璃浆料在保护气体的保护下进行熔制和打印；通过将真空系统与腔体连通，以便打印腔体的真空度在预定范围内，以防止玻璃浆料成分挥发，确保玻璃浆料的组分恒定。由于硫系玻璃自身对环境极为敏感，而且硫系玻璃的成分存在易挥发的现象。因此，本专利技术提供的一种用于硫系玻璃元件的3D打印装置，为硫系玻璃提供了稳定的制备环境，能够实现硫系玻璃的3D打印，生产周期短，生产效率高。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的用于硫系玻璃元件的3D打印装置的一种结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的用于硫系玻璃元件的3D打印装置中控制平台系统的第一种状态示意图；图3为本专利技术实施例提供的用于硫系玻璃元件的3D打印装置中控制平台系统的第二种状态示意图；图4为本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其特征在于，包括：打印腔体，所述打印腔体的顶端设有喷嘴，所述喷嘴用于喷射玻璃浆料；控制平台系统，所述控制平台系统设置在所述打印腔体内，所述控制平台系统的操作面与所述喷嘴相对，用于承载所述喷嘴喷射的玻璃浆料；气氛控制系统，所述气氛控制系统与所述打印腔体连通，用于向所述打印腔体内提供保护气体；真空系统，所述真空系统与所述打印腔体连通，用于对所述打印腔体内抽制真空。

【技术特征摘要】
1.一种用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其特征在于，包括：打印腔体，所述打印腔体的顶端设有喷嘴，所述喷嘴用于喷射玻璃浆料；控制平台系统，所述控制平台系统设置在所述打印腔体内，所述控制平台系统的操作面与所述喷嘴相对，用于承载所述喷嘴喷射的玻璃浆料；气氛控制系统，所述气氛控制系统与所述打印腔体连通，用于向所述打印腔体内提供保护气体；真空系统，所述真空系统与所述打印腔体连通，用于对所述打印腔体内抽制真空。2.根据权利要求1所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其特征在于，所述打印腔体包括：红外测温仪，所述红外测温仪设置在所述打印腔体的内壁上，用于监测所述打印腔体内的温度以获取第一温度信号；激光发射器，所述激光发射器设置在所述打印腔体上，所述激光发射器的发射端的轴线与所述喷嘴的轴线相交；控制器，所述控制器分别与所述红外测温仪和所述激光发射器电连接，用于接收所述红外测温仪监测的第一温度信号，并根据所述第一温度信号控制所述激光发射器发射激光。3.根据权利要求2所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其特征在于，所述喷嘴包括：依次连接的防护外壳、保温隔热绝缘材料层、电加热丝层和熔融腔体；所述电加热丝层将所述喷嘴分成预热加温段和玻璃软化段；所述预热加温段和所述玻璃软化段上均设有温度传感器；所述控制器与所述电加热丝层和所述温度传感器电连接，用于根据所述温度传感器检测的第二温度信号，并根据所述第二温度信号控制所述电加热丝层工作。4.根据权利要求1所述的用于硫系玻璃元件的3D打印装置，其特征在于，所述控制平台系统包括：三维操作平台，所述三维操作平台设置在所述打印腔体内；所述三维操作平台的操作面与所述喷嘴相对；加热板，所述加热板铺设在所述三维操作平台的操作面上，用于承载所述喷嘴喷射的玻璃浆料，并成型玻璃板；定位器，所述定位器设置在所述加热板上，用于固定所述玻璃板。5.根据权利要求4所述的用于硫系玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵华，祖成奎，刘永华，赵慧峰，周鹏，曹亚帅，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11