本发明涉及增材制造技术领域，具体而言，涉及一种液体筛选式金属3D打印喷头。
背景技术：
3D打印技术是通过CAD设计数据，采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的切削加工技术，是一种自下而上的材料累加制造方法。常用于模具制造、工业设计等领域的原型或模型制造。零件直接打印成形已成为快速制造领域的重要方法，而金属零件直接3D打印技术是其中最重要的发展方向。
现有成熟的金属3D打印技术主要有激光选区烧结（Selective Laser Sintering，SLS）、选区激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）、激光近净成形（Laser Engineering Net Shaping，LENS）和电子束选区熔化技术（Electron Beam Selective Melting，EBSM）等，虽然国内外在相关技术研究及设备开发方面取得了较多的成果，但仍然存在成形效率低下、技术及设备成本高、可加工材料有限等问题，目前仅航空航天及军工领域有部分应用。相关技术及设备的规模化应用亟待解决。
基于金属喷射沉积技术和3D打印方法的金属喷射沉积3D打印方法，直接通过连续气压推送的方式使熔融金属由喷嘴喷出，并不断沉积到成形平台上，通过逐层累加成形金属零件，可实现金属件的高效、低成本、直接打印成形。但在熔融金属由喷嘴喷出的过程中，由于受到气体压力、喷嘴结构、周围环境等因素的影响，常出现喷射射流离散、偏转等不稳定现象，从而严重影响成形精度和成形质量，制约该技术的发展。
技术实现要素：
本发明的目的是针对熔融金属由喷嘴喷出的过程中，由于受到气体压力、喷嘴结构、周围环境等因素的影响，出现喷射射流离散、偏转等不稳定问题，提供一种液体筛选式金属3D打印喷头，从而实现液态金属的精确、高效、连续、可控喷射沉积3D打印成形。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种液体筛选式金属3D打印喷头，包括气压调节控制系统、金属熔炼装置、喷嘴、液体筛选装置、液体回收装置；金属熔炼装置由坩埚、过滤器、加热装置、保温装置构成；气压调节控制系统通过输气管与金属熔炼装置中的坩埚内腔相连通；喷嘴安装固定于金属熔炼装置中的坩埚底部；液体筛选装置位于喷嘴正下方，并由筛液孔和集液槽构成；液体回收装置位于液体筛选装置侧下方，并通过输液管与液体筛选装置中的集液槽相连通。
进一步地，所述气压调节控制系统按照成形工艺要求，可以通过输气管向坩埚内腔输入压力值恒定的稳定气压、压力值连续递增或递减的稳变气压。
进一步地，所述加热装置由一级加热装置、二级加热装置、三级加热装置构成，三级加热装置的加热方式和加热效率为相同或不同，且加热方式不限于电阻加热和感应加热等常规加热方法，通过控制三级加热装置的加热组合及加热顺序，可以满足不同的加热及保温要求。
进一步地，所述过滤器既可以是单层过滤器，也可以是多层过滤器的叠加，每一层过滤器的厚度、结构、材质、过滤效果可以相同或不同。
进一步地，所述喷嘴根据不同的喷射沉积工艺要求，可以采用不同的结构及孔径。
进一步地，所述液体筛选装置既可以是一个独立的装置，也可以是集成在喷嘴中的一部分。液体筛选装置（19）距离喷嘴（6）末端的距离为可调，且根据不同的金属液沉积效率和沉积精度要求，可以采用不同孔径的筛液孔（7）对喷射射流（18）进行筛选。
进一步地，所述集液槽可以收集未能通过筛液孔的喷射射流，并通过收集的金属液通过输液管导入液体回收装置，以备下次使用。
进一步地，所述液体筛选装置（19）、输液管（20）、液体回收装置（21）外部均安装有加热保温装置（22），以防止未能通过筛液孔（7）的喷射射流（18）快速凝固造成筛液孔（7）堵塞，以及喷射射流（18）不能通过输液管（20）由集液槽（8）导入液体回收装置（21）的问题。
进一步地，通过筛液孔的喷射射流逐层沉积于液体筛选装置下方的三维运动成形平台，并最终完成预制金属件的精确、高效、连续、可控喷射沉积3D打印成形。
附图说明
图1 是本发明具体实施方式中一种液体筛选式金属3D打印喷头结构示意图。
图中：1、气压调节控制系统，2、输气管，3、金属熔炼装置，4、加热装置，5、熔融金属，6、喷嘴，7、筛液孔，8、集液槽，9、三维运动成形平台，10、坩埚内腔，11、坩埚，12、保温装置，13、一级加热装置，14、二级加热装置，15、金属块料，16、过滤器，17、三级加热装置，18、喷射射流，19、液体筛选装置，20、输液管，21、液体回收装置，22、加热保温装置。
具体实施方式
以下结合附图对采用本发明一种液体筛选式金属3D打印喷头进行金属件制造的过程进行详细说明。
本发明方法具体实施步骤如下。
1、 将金属块料（15）放入坩埚内腔（10）中，然后将坩埚（11）密封好。
2、 运行一级加热装置（13）和二级加热装置（14），并设定好两个加热装置的加热温度。金属块料（15）逐渐熔化并经过过滤器（16）的过滤后流到坩埚（11）底部。
3、 关闭一级加热装置（13）运行三级加热装置（17），并设定好三级加热装置的加热温度。待坩埚（11）底部金属完全熔化为熔融金属（5）后，保温一定时间。
4、 运行气压调节控制系统（1），形成预设定气体压力，并通过输气管（2）导入坩埚内腔（10）。
5、 坩埚（11）底部熔融金属（5）在气体压力作用下，由喷嘴（6）喷出，形成喷射射流（18）。
6、 喷射射流（18）经过下端液体筛选装置（19）的筛选后，预保留的部分射流通过筛液孔（7）后继续向下高速移动，其余射流则被液体筛选装置（19）所拦截，并流入集液槽（8）内。
7、 集液槽（8）内金属液经输液管（20）流入液体回收装置（21）中，以备下次使用。
8、 通过筛液孔（7）的喷射射流逐层沉积于液体筛选装置（19）下方的三维运动成形平台（9），并最终完成预制金属件的精确、高效、连续、可控喷射沉积3D打印成形。
9、 待成形金属件完全冷却后，从成形平台取下，清理喷头。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。