【技术实现步骤摘要】
本申请总体上涉及用于基于丝材的增材制造(wire-based additivemanufacturing)中的打印头。更具体地，本申请涉及能够产生保护气体的高压层流的打印头。
技术介绍
1、增材制造是一种制造产品或零件的过程，其制造方式是通过按一定顺序或模式将一层材料添加在另一层材料的顶部上，结果是建造出实体零件。这种制造方法被称为三维打印或3d打印，可以用不同的材料(包括塑料和金属)来完成。
2、金属结构的基于丝材的3d打印可以涉及使用能源来创建熔池(weld pool)，并通过打印头或打印头喷嘴将金属丝材(馈给材料)馈给到熔池中。能量用于产生熔池。一些系统使用电作为能量，并且另一些系统使用激光作为能量。电气系统通常使电流通过馈给丝材(feed wire)进入熔池。可以移动打印头和随后的熔池。当打印头和熔池移动时，熔池的后缘冷却并固化。通过逐步地沿着路径移动打印头并在前一层上沉积一层的过程，形成完全打印的零件。
3、材料沉积的过程可以通过在馈给材料周围使用保护气体来控制。保护气体可以保护熔池免受腐蚀性气体和湿气的影响。
技术实现思路
1、根据本技术的一些实施例的系统和方法涉及打印头，该打印头被配置成围绕用于制造金属零件的馈给材料产生同心的保护气体流。
2、本技术的一个实施例包括打印喷嘴，该打印喷嘴包括：主圆筒主体(cylindrical body)，该主圆筒主体形成延伸主体的近端和远端之间的一段长度的第一流体流动通道，并被配置成接收第一流体；以
3、另一个实施例还包括周向设置在主圆筒主体上的多个散流器孔(diffuserholes)，其中多个散流器孔中的每一个将第二流体流动通道连接到主圆筒主体的外表面。
4、另外的实施例还包括外部壳体，其中外部壳体与主圆筒主体的外表面配合地接合并在它们之间形成密封，外部壳体具有外部壳体壁，外部壳体壁远离主圆筒主体的外表面定位并在外部壳体壁与主圆筒主体的外表面之间形成室，其中外部壳体与主圆筒主体对齐，使得室覆盖多个散流器孔中的每一个，并且其中，外部壳体具有流体入口，该流体入口被构造成接收流体并将流体传输到室中，使得流体然后可以通过多个散流器孔传送到第二流体通道。
5、在另一实施例中，流体入口具有延伸到外部壳体的顶表面的外表面。
6、在另一个实施例中，流体入口具有长形主体，该长形主体从外部壳体向外延伸，并且垂直于壳体，具有将室连接到流体供应系统的开口。
7、在又一实施例中，第二流体流动通道被配置成将第二流体保持在大于或等于第一流体的压力。
8、在又一实施例中，所述第二流体流动通道包括散流器，所述散流器包括多个孔，其中所述散流器构造成降低所述第二流体的速度。
9、在另一个实施例中，喷嘴被配置成与丝材电弧增材制造打印机(wire arcadditive manufacturing printer)连接。
10、在又一个实施例中，第一流体选自由以下项组成的组：二氧化碳、氩气、氦气、氮气、氖气、氙气、氧气及其任意组合；其中所述第二流体选自由以下项组成的组：二氧化碳、氩气、氦气、氮气、氖气、氙气、氧气及其任意组合。
11、在另一个实施例中，喷嘴包括选自由以下项组成的组中的金属材料：镍基合金、镍基高温合金、镍-铬基合金、铜基合金、铜-镍基合金、铜-铬-铌合金、铜-钴-铌基合金、铁合金、铁基合金、钴-铬基合金、钛基合金和钢。
12、另一个实施例包括一种打印喷嘴，该打印喷嘴包括：主圆筒主体，该主圆筒主体具有第一端和第二端，所述第一端具有第一直径，所述第二端具有小于所述第一直径的第二直径，其中主圆筒主体具有壁，壁具有外表面和内表面，其中该壁延伸主圆筒主体的第一端和第二端之间的纵向长度；第二圆筒主体，所述第二圆筒主体具有第一端和第二端，所述第二圆筒主体的所述第一端具有第一直径，所述第二圆筒主体的所述第二端具有小于所述第一直径的第二直径，其中所述第二圆筒主体具有壁，该壁具有外表面和内表面，其中所述壁延伸所述第二圆筒主体的第一端和第二端之间的纵向长度，其中所述第二圆筒主体同心地位于所述主圆筒主体的外部；其中所述第二圆筒主体的所述第一端与所述主圆筒主体的所述第一端相邻；其中，所述主圆筒主体的所述内表面形成配置成接收第一流体的第一流体流动通道；所述主圆筒主体的外表面和所述第二圆筒主体的内表面形成第二流体流动通道，所述第二流体流动通道被构造成接收第二流体；多个散流器孔，该多个散流器孔周向地设置在主圆筒主体的壁上，使得多个散流器孔中的每一个穿过壁，以连接第二流体通道和主圆筒主体的外表面。
13、另一实施例包括外部壳体，其中外部壳体与主圆筒主体的外表面配合地接合，并在它们之间形成密封，其中外部壳体具有外部壳体壁，外部壳体壁远离主圆筒主体的外表面定位，并在所述外部壳体壁与所述主圆筒主体的所述外表面之间形成室，其中外部壳体与主圆筒主体对齐，使得室覆盖多个散流器孔中的每一个，并且其中，外部壳体具有流体入口，该流体入口被配置成接收第二流体并将第二流体传输到室中，使得第二流体然后可以通过多个散流器孔传送到第二流体通道。
14、在另一实施例中，流体入口具有延伸到外部壳体的顶表面的外表面。
15、在又一个实施例中，流体入口具有长形主体，长形主体从外部壳体向外延伸，并且垂直于壳体，具有将室连接到流体供应系统的开口。
16、在另一实施例中，第二流体流动通道构造成将第二流体保持在大于或等于第一流体的压力的压力。
17、在另一实施例中，所述第二流体流动通道包括散流器，所述散流器包括多个孔，其中所述散流器被配置成降低所述第二流体的速度。
18、在又一个实施例中，喷嘴被配置成与丝材电弧增材制造打印机连接。
19、在又一实施例中，所述第一流体选自由以下项组成的组：二氧化碳、氩气、氦气、氮气、氖气、氙气、氧气及其任意组合；其中所述第二流体选自由以下项组成的组：二氧化碳、氩气、氦气、氮气、氖气、氙气、氧气及其任意组合。
20、在另一个实施例中，喷嘴包括选自由以下项组成的组中的金属材料：镍基合金、镍基高温合金、镍-铬基合金、铜基合金、铜-镍基合金、铜-铬-铌合金、铜-钴-铌基合金、铁合金、铁基合金、钴-铬基合金、钛基合金和钢。
21、另一个实施例包括打印喷嘴，该打印喷嘴包括：主圆筒主体，其中主圆筒主体具有第一流体流动通道，该第一流体流动通道延伸主体的近端和远端之间的一段长度，并被配置成接收第一流体；以及第二流体流动通道，该第二流体流动通道同心地位于第一流体流动通道的外部并本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴包括：
2.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴还包括多个散流器孔，所述多个散流器孔周向地设置在所述主圆筒主体上，其中所述多个散流器孔中的每一个将所述第二流体流动通道连接到所述主圆筒主体的外表面。
3.根据权利要求2所述的打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴还包括外部壳体，其中所述外部壳体与所述主圆筒主体的所述外表面配合地接合并在所述外部壳体与所述主圆筒主体的所述外表面之间形成密封，所述外部壳体具有外部壳体壁，所述外部壳体壁远离所述主圆筒主体的所述外表面定位并在所述外部壳体壁与所述主圆筒主体的所述外表面之间形成室，其中所述外部壳体与所述主圆筒主体对齐，使得所述室覆盖所述多个散流器孔中的每一个，并且其中，所述外部壳体具有流体入口，所述流体入口被配置成接收流体并将所述流体传输到所述室中，使得所述流体然后能够通过所述多个散流器孔被传送到所述第二流体流动通道。
4.根据权利要求3所述的打印喷嘴，其特征在于，所述流体入口具有延伸到所述外部壳体的顶表面的外表面。
5.根据权利要求3所述的
6.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述第二流体流动通道被配置成将所述第二流体的压力保持为大于或等于所述第一流体的压力。
7.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述第二流体流动通道包括散流器，所述散流器包括多个孔，其中，所述散流器被配置成降低所述第二流体的速度。
8.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴被配置成与丝材电弧增材制造打印机连接。
9.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述第一流体选自由以下项组成的组：二氧化碳、氩气、氦气、氮气、氖气、氙气、氧气及其任意组合；其中所述第二流体选自由以下项组成的组：二氧化碳、氩气、氦气、氮气、氖气、氙气、氧气及其任意组合。
10.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴包括选自由以下项组成的组中的金属材料：镍基合金、镍基高温合金、镍-铬基合金、铜基合金、铜-镍基合金、铜-铬-铌合金、铜-钴-铌基合金、铁合金、铁基合金、钴-铬基合金、钛基合金和钢。
11.一种打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴包括：
12.根据权利要求11所述的打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴还包括外部壳体，其中，所述外部壳体与所述主圆筒主体的所述外表面配合地接合并在所述外部壳体与所述主圆筒主体的所述外表面之间形成密封，其中所述外部壳体具有外部壳体壁，所述外部壳体壁远离所述主圆筒主体的所述外表面定位并在所述外部壳体壁与所述主圆筒主体的所述外表面之间形成室，其中所述外部壳体与所述主圆筒主体对齐，使得所述室覆盖所述多个散流器孔中的每一个，并且其中，所述外部壳体具有流体入口，所述流体入口被配置成接收所述第二流体并将所述第二流体传输到所述室中，使得所述第二流体然后能够通过所述多个散流器孔被传送到所述第二流体流动通道。
13.根据权利要求12所述的打印喷嘴，其特征在于，所述流体入口具有延伸到所述外部壳体的顶表面的外表面。
14.根据权利要求12所述的打印喷嘴，其特征在于，所述流体入口具有长形主体，所述长形主体从所述外部壳体向外延伸并垂直于所述外部壳体，所述长形主体具有将所述室连接到流体供应系统的开口。
15.根据权利要求11所述的打印喷嘴，其特征在于，所述第二流体流动通道被配置成将所述第二流体保持在大于或等于所述第一流体的压力的压力。
16.根据权利要求11所述的打印喷嘴，其特征在于，所述第二流体流动通道包括散流器，所述散流器包括多个孔，其中，所述散流器被配置成降低所述第二流体的速度。
17.根据权利要求11所述的打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴被配置成与丝材电弧增材制造打印机连接。
18.根据权利要求11所述的打印喷嘴，其特征在于，所述第一流体选自由以下项组成的组：二氧化碳、氩气、氦气、氮气、氖气、氙气、氧气及其任意组合；其中所述第二流体选自由以下项组成的组：二氧化碳、氩气、氦气、氮气、氖气、氙气、氧气及其任意组合。
19.根据权利要求11所述的打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴包括选自由以下项组成的组中的金属材料：镍基合金、镍基高温合金、镍-铬基合金、铜基合金、铜-镍基合金、铜-铬-铌合金、铜-钴-铌基合金、铁合金、铁基合金、钴-铬基合金、钛基合金和钢。
...【技术特征摘要】
1.一种打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴包括：
2.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴还包括多个散流器孔，所述多个散流器孔周向地设置在所述主圆筒主体上，其中所述多个散流器孔中的每一个将所述第二流体流动通道连接到所述主圆筒主体的外表面。
3.根据权利要求2所述的打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴还包括外部壳体，其中所述外部壳体与所述主圆筒主体的所述外表面配合地接合并在所述外部壳体与所述主圆筒主体的所述外表面之间形成密封，所述外部壳体具有外部壳体壁，所述外部壳体壁远离所述主圆筒主体的所述外表面定位并在所述外部壳体壁与所述主圆筒主体的所述外表面之间形成室，其中所述外部壳体与所述主圆筒主体对齐，使得所述室覆盖所述多个散流器孔中的每一个，并且其中，所述外部壳体具有流体入口，所述流体入口被配置成接收流体并将所述流体传输到所述室中，使得所述流体然后能够通过所述多个散流器孔被传送到所述第二流体流动通道。
4.根据权利要求3所述的打印喷嘴，其特征在于，所述流体入口具有延伸到所述外部壳体的顶表面的外表面。
5.根据权利要求3所述的打印喷嘴，其特征在于，所述流体入口具有长形主体，所述长形主体从所述外部壳体向外延伸并垂直于所述壳体，所述长形主体具有将所述室连接到流体供应系统的开口。
6.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述第二流体流动通道被配置成将所述第二流体的压力保持为大于或等于所述第一流体的压力。
7.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述第二流体流动通道包括散流器，所述散流器包括多个孔，其中，所述散流器被配置成降低所述第二流体的速度。
8.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴被配置成与丝材电弧增材制造打印机连接。
9.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述第一流体选自由以下项组成的组：二氧化碳、氩气、氦气、氮气、氖气、氙气、氧气及其任意组合；其中所述第二流体选自由以下项组成的组：二氧化碳、氩气、氦气、氮气、氖气、氙气、氧气及其任意组合。
10.根据权利要求1所述的打印喷嘴，其特征在于，所述打印喷嘴包括选自由以下项组成的组中的金属材料：镍基合金、镍基高温合金、镍-铬基合金、铜基合金、铜-镍基合金、铜-铬...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗里茨·格鲁伯，杰里米·克罗尔，贾斯汀·格雷，布赖恩·沃森，
申请(专利权)人：相对空间公司，
类型：新型
国别省市：
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