一种模拟微重力环境的金属材料3D打印装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟微重力环境的金属材料3D打印装置及方法，涉及金属材料空间增材制造技术领域，包括超导磁体、打印仓、气流铺粉机构以及激光打印机构，超导磁体用于产生梯度磁场，打印仓设置于梯度磁场内，打印仓内由上至下依次设置有移动粉末盒和粉末床，移动粉末盒用于储存金属粉末，并能够在粉末床的上方移动，且移动粉末盒和粉末床均位于金属粉末所受重力与磁化力二力平衡的位置处，气流铺粉机构用于循环打印仓内气流，以使移动粉末盒内的金属粉末铺设于粉末床上，激光打印机构用于对粉末床上的金属粉末进行3D打印。本发明专利技术通过超导磁体模拟微重力环境，微重力环境持续时间长，能够满足金属材料3D打印的实验需求，降低了实验成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属材料空间增材制造，特别是涉及一种模拟微重力环境的金属材料3d打印装置及方法。

技术介绍

1、金属材料空间增材制造技术应用于航天领域中，具有及时原位制造航天器急需的零部件、在轨制造大型构件、减少发射成本等优点，对人类航天事业意义重大。

2、在外太空进行金属材料空间增材制造的过程中，金属熔体在同质基体上进行微重力凝固，而研究表明微重力环境对金属的凝固有重要影响，因此，需要模拟微重力环境对金属材料3d打印进行实验研究。

3、微重力环境的实现是开展空间科学实验的前提条件，目前，营造微重力环境的方法主要有三种：地面模拟微重力、飞行器实验营造微重力以及空间轨道实现微重力，所用到的设备包括落塔、落管、抛物线飞行、探空火箭、国际空间站等。虽然上述方法微重力实现水平高，但是，存在空间内物质受力状态的一致性差、微重力环境持续时间短、成本高等问题，难以满足金属材料3d打印的实验需求。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种模拟微重力环境的金属材料3d打印装置及方法，以解决上述现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种模拟微重力环境的金属材料3D打印装置，其特征在于：包括超导磁体、打印仓、气流铺粉机构以及激光打印机构，所述超导磁体用于产生梯度磁场，所述打印仓设置于所述梯度磁场内，所述打印仓内由上至下依次设置有移动粉末盒和粉末床，所述移动粉末盒用于储存金属粉末，并能够在所述粉末床的上方移动，且所述移动粉末盒和所述粉末床均位于所述金属粉末所受重力与磁化力二力平衡的位置处，所述气流铺粉机构用于循环所述打印仓内气流，以使所述移动粉末盒内的所述金属粉末铺设于所述粉末床上，所述激光打印机构用于对所述粉末床上的所述金属粉末进行3D打印。

2.根据权利要求1所述的模拟微重力环境的金属材料3D打印装...

【技术特征摘要】

1.一种模拟微重力环境的金属材料3d打印装置，其特征在于：包括超导磁体、打印仓、气流铺粉机构以及激光打印机构，所述超导磁体用于产生梯度磁场，所述打印仓设置于所述梯度磁场内，所述打印仓内由上至下依次设置有移动粉末盒和粉末床，所述移动粉末盒用于储存金属粉末，并能够在所述粉末床的上方移动，且所述移动粉末盒和所述粉末床均位于所述金属粉末所受重力与磁化力二力平衡的位置处，所述气流铺粉机构用于循环所述打印仓内气流，以使所述移动粉末盒内的所述金属粉末铺设于所述粉末床上，所述激光打印机构用于对所述粉末床上的所述金属粉末进行3d打印。

2.根据权利要求1所述的模拟微重力环境的金属材料3d打印装置，其特征在于：所述超导磁体包括环形液氦容器和超导线圈，所述环形液氦容器内填充有液氦，所述超导线圈设置于所述环形液氦容器内，所述超导线圈通电能够在所述环形液氦容器的内圈中产生所述梯度磁场，所述打印仓设置于所述环形液氦容器的内圈中。

3.根据权利要求2所述的模拟微重力环境的金属材料3d打印装置，其特征在于：所述环形液氦容器的内壁上设置有隔热套。

4.根据权利要求1所述的模拟微重力环境的金属材料3d打印装置，其特征在于：所述移动粉末盒包括粉末盒本体和移动机构，所述粉末盒本体的顶部设置有进风口，所述进风口设置有多孔金属过滤盖，所述粉末盒本体的底部设置有出粉口，所述移动机构用于移动所述粉末盒本体；所述粉末床为多孔金属过滤板，所述多孔金属过滤板水平设置，且与所述打印仓的底部之间形成气体隔层；所述气流铺粉机构包括依次连通的进气管道、真空泵以及出气管道，所述进气管道的进口与所述气体隔层连通，所述出气管道的出口与所述打印仓的上部连通。

5.根据权利要求4所述的模拟微重力环境的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超越，李艳雪，王江，胡涛，徐松哲，任忠鸣，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：