一种带小回流区的金属微滴喷射装置的制作方法

技术特征：
1.一种带小回流区的金属微滴喷射装置，其特征在于：包括金属微滴产生单元、顶盖、底盖以及保护气流产生单元；所述金属微滴产生单元包括喷射控制器、均匀金属微滴喷射控制组件、坩埚、加热组件以及喷嘴；所述坩埚和加热组件由内向外同轴密封设置在顶盖与底盖之间，且两者之间留有保护气均布段流道；坩埚下端同轴设置有所述喷嘴，喷嘴伸出所述底盖上开设的通孔，且坩埚和喷嘴均与底盖之间留有间隙；所述均匀金属微滴喷射控制组件安装在顶盖上，伸入坩埚内，并与坩埚同轴，在喷射控制器的控制下于喷嘴处形成金属液滴；所述保护气流产生单元包括惰性气体气源、保护气控制电磁阀、背压气控制电磁阀、均气结构以及保护气流道外结构件；所述均气结构填充在所述保护气均布段流道内；所述保护气流道外结构件设置在所述通孔上，其与喷嘴同轴，且喷嘴底部高于保护气流道外结构底部；保护气流道外结构件和喷嘴均为底部端口收缩的圆管结构，且喷嘴为具有流线型收缩尖端结构；保护气流道外结构件与喷嘴之间形成了自上而下由环形射流区i和侧吹区ii组成的保护气作用段流道；其中，环形射流区i为长径比大于10的环形直流道，侧吹区ii为流道收缩角度α满足10
°
<α<20
°
的斜流道；所述惰性气体气源通过背压气控制电磁阀及开设在顶盖上的背压气体入口将气体通入坩埚中，使坩埚内部维持低氧状态；所述惰性气体气源通过保护气控制电磁阀及开设在顶盖上的保护气体入口将气体通入均气结构中进行均气，再流经环形射流区i使保护气流动方向与金属液滴下落方向一致，最后经侧吹区ii的小角度聚集作用到达喷嘴附近，对金属液滴进行低氧保护。2.根据权利要求1所述带小回流区的金属微滴喷射装置，其特征在于：定义：所述喷嘴出口直径为d1，保护气流道外结构件出口直径为d2，喷嘴底端与保护气流道外结构件底端之间距离为s，喷嘴出口处回流区的高度为l，那么四者的关系满足以下条件：s＝(2/3～1)d1，d2＝(5～10)d1，且l＝(1/3～2/3)d1。3.根据权利要求1或2所述带小回流区的金属微滴喷射装置，其特征在于：所述均气结构为耐高温多孔材料。4.根据权利要求3所述带小回流区的金属微滴喷射装置，其特征在于：所述惰性气体为氩气。5.根据权利要求4所述带小回流区的金属微滴喷射装置，其特征在于：所述低氧指的是氧含量≤500ppm。6.根据权利要求5所述带小回流区的金属微滴喷射装置，其特征在于：所述加热组件、坩埚均与顶盖通过螺纹旋合密封连接。7.根据权利要求6所述带小回流区的金属微滴喷射装置，其特征在于：所述加热组件为高温加热炉。8.一种金属微滴打印装置，其特征在于：包括三维运动平台以及权利要求1-7任一所述的金属微滴喷射装置。

技术总结
本发明提供了一种带小回流区的金属微滴喷射装置，解决现有金属微滴喷射装置中侧吹式保护气流产生组件对金属液滴喷射飞行过程干扰作用强，以及现有环形射流式保护气流产生组件存在较大回流区的技术问题。该装置的保护气流道由保护气均布段流道和保护气作用段流道组成，保护气作用段流道由环形射流区I和侧吹区II组成，保护气先经过保护气均布段流道的均气作用，再流经保护气作用段流道环形射流区I使保护气流动方向与液滴下落方向一致，最后经过保护气作用段流道侧吹区II的小角度聚集作用到达喷嘴附近，从而用于金属液滴的低氧保护。护。护。


技术研发人员：齐乐华 周怡 罗俊 豆毅博 李贺军
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2021.09.24
技术公布日：2022/1/10