一种用于增材制造的数字化喷射喷头的制作方法

本实用新型涉及增材制造技术领域，具体为一种用于增材制造的数字化喷射喷头。

背景技术：

增材制造是利用计算机将CAD模型沿一个方向离散成系列二维截面图，然后根据信息逐层均匀打印堆积成型的快速方法。为了减小切片误差，通常取较小切片厚度，通过减薄分层厚度提高成型精度的传统方法不仅导致成型速度大幅度下降，成型制品机械强度的降低，还大幅提高成型的技术难度。成型精度、速度、成本严重制约着增材制造成型方法的应用普及。为了解决成型精度提高导致的成型速度下降问题，实现成型速度和成型精度的同步提升，亟待开发出可以解决上述问题的新型喷射头。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种结构简单、使用方便的数字化喷射喷头，可以在增材制造过程中实现数字化喷射打印，实现非均匀喷射打印，实现成型速度和成型精度的同步提升以及非均匀梯度材料的增材制造。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种用于增材制造的数字化喷射喷头，包括微喷嘴、喷嘴夹持部件和喷射驱动部件，喷嘴夹持部件包括套设在微喷嘴的管壁外侧的微针卡座和座板，微针卡座和座板之间胶粘喷射驱动部件，微喷嘴从所述微针卡座穿出，微喷嘴的端部套设锁紧套。

上述的一种用于增材制造的数字化喷射喷头，所述喷射驱动部件为压电作动器。

上述的一种用于增材制造的数字化喷射喷头，所述微喷嘴的管壁与座板之间设有上定位套，微喷嘴的管壁与微针卡座之间设有下定位套。

上述的一种用于增材制造的数字化喷射喷头，所述压电作动器连接控制单元。

与现有的技术相比，本实用新型有如下优点：

1、利用外部宏驱动力驱动微喷嘴的管壁往复运动，借助微流边界层的剪切粘滞力传递外部宏驱动力和能量，实现液体或粉体的微量喷射；该方法不需要微嵌入微电路，不需要大量的微元器件，以微喷嘴自身低雷诺数特性实现常态下闭合状态；

2、所实现的微量喷射是数字化喷射，喷射频率、喷射量大小，可由程序调节驱动电压等参数控制。

本实用新型可用于增材制造中同一切片层的非均匀喷射，边界区域采用较高的频率和较小的喷射量，中间则较大喷射量，从而实现成型速度和成型精度的同步提升以及非均匀梯度材料的增材制造。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的示意图；

图2为本实用新型实施例2的示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种用于增材制造的数字化喷射喷头，微喷嘴1装入微针卡座5，由下定位套6在轴向和径向定位，由锁紧套7夹紧于微针卡座5中，微针卡座5胶粘于压电作动器4，压电作动器4胶粘于座板3，压电作动器4由外接控制单元控制，座板3孔中装入上定位套2，对微喷嘴1辅助定位支承。

使用时，用于成型的物料(液体或粉体)装入微喷嘴1，对压电作动器4施加脉冲驱动电压，压电效应作用下，在低电平→高电平阶段，压电作动器4 膨胀，驱动微针卡座5、微喷嘴1管壁加速前进，在边界层作用下，管内液体(或粉体)随管壁前进，相位慢π/2。在高电平→低电平时，压电效应消失，作动器回缩，产生反向加速度，管壁减少并加速后退，此时液体(或粉体)在惯性力作用下仍保持继续前进趋势，在边界层产生剪切力，当达到足以克服液体张力，与管壁间产生相对滑移运动，从而实现管内液体(或粉体)的脉冲运动，至管口处，克服管口阻力和液体张力(或粉体桥接力)，实现微量喷射。常态下，在低雷诺数微管内，边界层阻力、液体张力(或粉体桥接力)等作用下，保持管内液体(粉体)不流动，微喷嘴处于常闭状态。

实施例2

以阵列微喷嘴代替图1所示单喷嘴1，可以实现阵列喷射，如图2所示，阵列微喷嘴以螺纹锁于料斗41，由密封圈61密封，料斗黏结于盖板31，盖板31胶粘与压电驱动器21，压电驱动器21胶粘于座板11，上述液滴喷射驱动方式不限于压电驱动，凡输入的能量以数字化控制，输入的能量以宏驱动方式作用于外管壁，通过微流边界层实现的液滴数字化驱动喷射均属于此专利范畴。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本领域中技术人员依本实用新型在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。