为解决现有通过设置活动挡板防止喷头内残留的气溶胶释放滴落至基材上而使得基材表面打印图形受到污染的方案，其存在整体打印设备体积大、配件繁杂，且存在小概率遮挡失效的情况，因此，而提供了一种气溶胶喷头，改进之处在于：利用伯努利原理，在所述气溶胶输送管路上，位于喷头上外壳前端的管段处设置高速气流管路，该高速气流管路用于通入高速压缩气流使其上方压强减小形成压差，其一端为高速压缩气流入口，另一端用于与气溶胶回收装置相连或者直接与大气相连通。直接与大气相连通。直接与大气相连通。
【技术实现步骤摘要】
一种气溶胶打印喷头和具有打印流体材料循环功能的打印系统
[0001]本专利技术涉及快速成型制造
，涉及一种打印喷头和具有打印流体材料循环功能的打印系统。
技术介绍
[0002]气溶胶打印技术是近年来新兴的增材制造技术手段，其原理是利用压缩空气冲击或压电超声振动，将打印流体材料冲击振动产生纳米级微小气溶胶，再通过气压将微小气溶胶喷射至基材表面沉积成型，实现纳米级厚度和微米级特征打印成型。
[0003]目前气溶胶打印技术存在以下缺点：
[0004]一般从打印喷头喷射出的气溶胶形状为锥形雾状，喷射落点为圆形，直径大小受打印高度影响，且易发难收，当停止触发时，喷头内气溶胶释放滴落等问题。
[0005]申请号为200810082259.X的专利文献中公开了一种连续型的喷墨记录装置，即从喷嘴喷出墨来进行打印，并在不进行打印时回收所喷出的墨。为了实现墨的回收，该方案在打印头内设置沟槽以收集不参与打印的墨粒子，并设置有过滤器、回收电磁阀和回收泵沟槽的墨回收流路，以从打印头内的沟槽中将残留在喷嘴内的墨吸取到墨容器中，实现墨的回收。由于该方案是采用泵直接将液室中的墨吸引至溶墨器，仅适用于无挥发无扩散的流体材料，回收局限性较大。对于气溶胶的回抽，若直接使用泵从喷头中回收存在以下三个问题：其一，气溶胶颗粒是无规则的悬浮在空气中的，会伴随负压吸引进入真空泵无法实现气溶胶有效回收；其二，若打印材料为腐蚀性或带电打印流体材料会使泵体发生侵蚀，存在安全隐患；其三，若直接用泵将气溶胶分子吸引至集墨瓶中，会破坏集墨瓶中打印流体材料压力平衡，对气溶胶的形成过程产生负面影响。因此，该方案无法应用于对喷头中残留的气溶胶的回收。
[0006]申请号为US20090114151 A1的专利文献中公开了一种用于无掩模中尺度材料沉积的设备和方法，在喷头出口处设置一个由计算机控制运动的活动挡板，打印期间，活动挡板从喷头出口与基材之间切出，不会影响正常打印；停止打印后，活动挡板切入喷头出口与基材之间，使得喷头内残留的打印材料滴落至活动挡板上，避免其直接落至基材表面而污染打印图形，但该方案导致整体打印设备体积较大，配件繁杂，且存在小概率遮挡失效的情况，对打印连续性与稳定性皆会造成不利影响。另外，在纳米颗粒材料打印过程中，长时间静置会导致材料团聚沉降，影响打印精度与稳定性，在使用纳米金属打印时，尤为突出。
技术实现思路
[0007]本专利技术解决的问题之一是：现有通过设置活动挡板防止喷头内残留的气溶胶释放滴落至基材上而使得基材表面打印图形受到污染的方案，其存在整体打印设备体积大、配件繁杂，且存在小概率遮挡失效的情况，因此，而提供了一种气溶胶喷头。
[0008]本专利技术进一步解决的问题之二是：现有的气溶胶打印设备，在纳米颗粒材料打印
过程中，长时间静置会导致材料团聚沉降，影响打印精度与稳定性的技术问题，因此，而提供了一种具有打印流体材料循环功能的打印系统。
[0009]本专利技术的技术方案是：
[0010]一种气溶胶打印喷头，包括沿打印时气溶胶的流向依次设置喷头上外壳、喷头下外壳和喷嘴，设置在所述喷头上外壳侧壁的鞘气入口，设置在所述喷头上外壳与喷头下外壳所形成空腔内的聚焦组件，以及贯穿所述喷头上外壳、聚焦组件和喷头下外壳的气溶胶输送管路；
[0011]所述聚焦组件中部设有气室和鞘气通道，用于将从所述鞘气入口引入的鞘气输送至所述喷嘴处以包裹到达喷嘴处的气溶胶，使其聚焦为气溶胶束流后从所述喷嘴喷出；
[0012]其特殊之处在于：
[0013]在所述气溶胶输送管路上，位于所述喷头上外壳前端的管段处设置高速气流管路，该高速气流管路用于通入高速压缩气流使其上方压强减小形成压差，其一端为高速压缩气流入口，另一端用于与气溶胶回收装置相连或者直接与大气相连通。
[0014]进一步地，还包括过滤器；所述过滤器设置在所述气溶胶输送管路上，且位于所述高速气流管路前端。
[0015]进一步地，所述聚焦组件包括上聚焦件和下聚焦件；上聚焦件的内壁与下聚焦件的上端之间形成内气室，上聚焦件、喷头上外壳与下聚焦件之间形成外气室；上聚焦件的侧壁上均匀开设有多个气室孔，每个气室孔内均安装有压力平衡装置；所述喷头上外壳、上聚焦件、下聚焦件和喷头下外壳中部沿轴向方向具有用于所述气溶胶输送管路穿过的通孔；所述气溶胶输送管路外壁与下聚焦件的中部通孔内壁之间形成所述鞘气通道。
[0016]进一步地，所述上聚焦件中部通孔的内壁与气溶胶输送管路的外壁之间安装有密封橡胶圈。
[0017]一种具有打印流体材料循环功能的打印系统，包括依次连接的集墨器、雾化器、过程截断装置和喷头；其特殊之处在于：所述喷头采用上述的气溶胶打印喷头；所述喷头的气溶胶输送管路的入口与所述过程截断装置的出口连接。
[0018]进一步地，还包括设置在所述雾化器和喷头之间的气溶胶回收装置；所述气溶胶回收装置的入口与所述喷头的高速气流管路的一端相连，出口与所述雾化器的腔体相连，用于对回抽的气溶胶进行回收，并对来自所述高速气流管路的高速气流进行快速释放，保证其流速。
[0019]进一步地，所述气溶胶回收装置包括沿气溶胶回收流路依次设置的气溶胶回收管、气溶胶回收箱、第一打印流体材料回收管、泵和第二打印流体材料回收管；气溶胶回收管的一端与所述喷头上的高速气流通路的一端相连，另一端伸入气溶胶回收箱中；在气溶胶回收箱的上部设置有回收压力平衡装置，用于将高压的高速气流排出；第一打印流体材料回收管的一端设置在气溶胶回收箱的下部，另一端与雾化器的腔体连通，当回收的气溶胶在气溶胶回收箱内凝结成打印流体材料时，通过所述泵将打印流体材料从气溶胶回收箱中收集至所述雾化器中。
[0020]进一步地，在第二打印流体材料回收管上设置有打印流体材料过滤器，用于过滤打印流体材料中的杂质。
[0021]进一步地，所述集墨器集墨瓶、收墨管和溢流阀；收墨管的一端伸入集墨瓶内与其
连通，另一端与所述溢流阀的泄压管道连接，溢流阀的泄压管道的进气口通过连接管与雾化器的腔体连通；所述集墨瓶、收墨管和溢流阀三者同时构成一个截断泄压装置。
[0022]进一步地，所述过程截断装置包括电磁阀和喷头输气管；电磁阀为分布直动式二位三通电磁阀，其两个进气孔分别与所述雾化器的输气管和回气管相连接，出气口与喷头输气管的一端相连；喷头输气管的另一端与所述喷头相连。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]1.本专利技术利用伯努利原理，在打印喷头上靠近气溶胶入口处设置用于高速压缩气流通过的高速气流管路，打印停止后，向该高速气流管路中通入高速压缩气流产生负压，该负压可将喷头内残留的气溶胶回抽，回抽的气溶胶经气溶胶输送管路进入高速气流管路中，进而进入气溶胶回收管喷射至气溶胶回收箱中，最后在气溶胶回收箱中凝结成打印流体材料，最后回收至雾化器中，这样一方面可以避免残留在喷头内的气溶胶滴落至基材表面污染打印图形，另一方面还能实现打印材料回收再利用，降低打印材料损耗，降本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气溶胶打印喷头，包括沿打印时气溶胶的流向依次设置喷头上外壳、喷头下外壳和喷嘴，设置在所述喷头上外壳侧壁的鞘气入口，设置在所述喷头上外壳与喷头下外壳所形成空腔内的聚焦组件，以及贯穿所述喷头上外壳、聚焦组件和喷头下外壳的气溶胶输送管路；所述聚焦组件中部设有气室和鞘气通道，用于将从所述鞘气入口引入的鞘气输送至所述喷嘴处以包裹到达喷嘴处的气溶胶，使其聚焦为气溶胶束流后从所述喷嘴喷出；其特征在于：在所述气溶胶输送管路上，位于所述喷头上外壳前端的管段处设置高速气流管路，该高速气流管路用于通入高速压缩气流使其上方压强减小形成压差，其一端为高速压缩气流入口，另一端用于与气溶胶回收装置相连或者直接与大气相连通。2.根据权利要求1所述的气溶胶打印喷头，其特征在于：还包括过滤器；所述过滤器设置在所述气溶胶输送管路上，且位于所述高速气流管路前端。3.根据权利要求1或2所述的气溶胶打印喷头，其特征在于：所述聚焦组件包括上聚焦件和下聚焦件；上聚焦件的内壁与下聚焦件的上端之间形成内气室，上聚焦件、喷头上外壳与下聚焦件之间形成外气室；上聚焦件的侧壁上均匀开设有多个气室孔，每个气室孔内均安装有压力平衡装置；所述喷头上外壳、上聚焦件、下聚焦件和喷头下外壳中部沿轴向方向具有用于所述气溶胶输送管路穿过的通孔；所述气溶胶输送管路外壁与下聚焦件的中部通孔内壁之间形成所述鞘气通道。4.根据权利要求3所述的气溶胶打印喷头，其特征在于：所述上聚焦件中部通孔的内壁与气溶胶输送管路的外壁之间安装有密封橡胶圈。5.一种具有打印流体材料循环功能的打印系统，包括依次连接的集墨器、雾化器、过程截断装置和喷头；其特征在于：所述喷头采用权利要求1
‑
4任一所述的气溶胶打印喷头；所述喷头的气溶胶输送管路的入口与所述过程截断装置的出口连接。6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱晨辉，黄佳豪，李超，尹恩怀，杨嘉伟，袁学礼，吕景祥，
申请(专利权)人：西安瑞特三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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