The invention discloses a gas assisted metal micro droplet manufacturing device and a method thereof, belonging to the manufacture technology of micro droplet spraying and increasing material. Maintain internal sealing box for sealing the internal environment in order to maintain constant temperature, the crucible internal storage of liquid metal inert gas from the gas entrance into the pulsating pressure pressure fluctuation, extrusion of liquid metal from the liquid outlet; keep a certain distance between the outer crucible and the crucible, the outer crucible wrapped external heater, constant temperature the internal environment; high pressure gas from the inlet flows in the metal liquid extrusion liquid outlet and shear flow, high pressure gas discharge from the outflow of the airway, generating micro droplets from the liquid drop outlet and onto the sedimentary platform; viscous shear through the liquid outlet of the surrounding gas, liquid droplet formation in the early stage shear broken, produce smaller uniform droplets, helps to improve the forming precision and density of metal lattice structure More homogeneous and better mechanical properties.
【技术实现步骤摘要】
一种气相辅助的金属微液滴制造装置及方法
本专利技术涉及一种在惰性气体辅助下的金属材质微液滴的制造装置及方法,以用于微滴喷射增材制造技术,实现金属微液滴沉积并形成3D固体成形件。
技术介绍
金属微液滴喷射制造技术是基于喷墨打印原理发展的一种3D打印技术。它基于“离散-叠加”的成形原理,先控制液态金属生成均匀微液滴,然后通过基板的运动使微液滴沉积在基板的特定位置,实现逐点、逐层地堆积形成复杂的三维实体结构。该技术具有工艺流程简单、生产成本低和成形件致密度高、力学性能好等优点,在微小金属零件快速成形、柔性电路打印、微电子封装等领域都具有广阔的应用前景。尽管非金属材料微液滴喷射技术已有成熟应用,但金属材料具有熔点高,粘性和表面张力大等特性,而且金属微液滴的生成过程涉及温度和金属形态的变化,受多种因素的耦合影响,成熟的非金属材料喷射装置及控制方法很难直接用于金属材料的喷射制造。对于金属微液滴喷射制造技术,均匀稳定且尺寸小的金属微液滴是提高成形件质量的关键,国内外大量学者提出了多种控制微液滴生成尺寸的方法,然而由于喷孔加工技术和微液滴生成方式的限制,微液滴的直径很难均匀地降低。常温微尺度流动研究中的流动聚焦方式,提供了一种利用气体挤压剪切液体的流动形式,可以将其与金属微液滴喷射技术相结合,以促进金属微液滴的生成,减小生成微液滴的尺寸。
技术实现思路
本专利技术基于气动式金属微液滴生成方法,通过高压气体在出口处对液体施加粘性剪切力,促进液体断裂形成尺寸更小的微液滴。本专利技术采用的技术方案为一种气相辅助的金属微液滴制造装置,该方装置包括密封箱体1,内坩埚2,外坩埚3,第一恒 ...
【技术保护点】
一种气相辅助的金属微液滴制造装置,其特征在于:该方装置包括密封箱体(1),内坩埚(2),外坩埚(3),第一恒压气体入口(4),第二恒压气体入口(5),加热器(6),密封板(7),脉动压力气体入口(8),液体出口(9),液滴沉积平台(10),进气道(11),泄气道(12),液滴出口(13);密封箱体(1)为本装置的外部箱体结构,各构件均安装在密封箱体(1)内,以保证密封箱体(1)的内部为无氧环境并且温度恒定;内坩埚(2)内部储存液态金属;外坩埚(3)与内坩埚(2)相互配合,外坩埚(3)的内壁面和内坩埚(2)的外壁面保持一定间隔,间隔用以供高压气体流过;外坩埚(3)上对称设置有第一恒压气体入口(4)和第二恒压气体入口(5),第一恒压气体入口(4)和第二恒压气体入口(5)为高压气体的入口;外坩埚(3)的外壁面包裹有加热器(6),加热器(6)为整个内部环境提供热量,加热器(6)根据需要加热到不同温度以保持液态金属为融化状态;内坩埚(2)的密封板(7)上设置有脉动压力气体入口(8),通入压力为脉动式变化的气体;液态金属在内部脉动气压的挤压下从液体出口(9)流出;液体出口(9)的下部为进气道(11 ...
【技术特征摘要】
1.一种气相辅助的金属微液滴制造装置,其特征在于:该方装置包括密封箱体(1),内坩埚(2),外坩埚(3),第一恒压气体入口(4),第二恒压气体入口(5),加热器(6),密封板(7),脉动压力气体入口(8),液体出口(9),液滴沉积平台(10),进气道(11),泄气道(12),液滴出口(13);密封箱体(1)为本装置的外部箱体结构,各构件均安装在密封箱体(1)内,以保证密封箱体(1)的内部为无氧环境并且温度恒定;内坩埚(2)内部储存液态金属;外坩埚(3)与内坩埚(2)相互配合,外坩埚(3)的内壁面和内坩埚(2)的外壁面保持一定间隔,间隔用以供高压气体流过;外坩埚(3)上对称设置有第一恒压气体入口(4)和第二恒压气体入口(5),第一恒压气体入口(4)和第二恒压气体入口(5)为高压气体的入口;外坩埚(3)的外壁面包裹有加热器(6),加热器(6)为整个内部环境提供热量,加热器(6)根据需要加热到不同温度以保持液态金属为融化状态;内坩埚(2)的密封板(7)上设置有脉动压力气体入口(8),通入压力为脉动式变化的气体;液态金属在内部脉动气压的挤压下从液体出口(9)流出;液体出口(9)的下部为进气道(11),进气道...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘赵淼,王翔,逄燕,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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