本發(fā)明屬于復合材料成型技術領域,具體涉及一種新材料制造設備及新材料制造裝置。
背景技術:
隨著工農(nóng)業(yè)和科技的發(fā)展,隨著增材制造技術在微電子芯片、能源電池、生物芯片與生物組織制造方面的深入研究,三維微納結構制造逐漸成為其重要內(nèi)容。近年來,世界增材制造強國對微納增材制造技術進行了重點支持和積極探索,以期為未來激烈競爭做前沿技術儲備。微納3d打印技術已成為3d打印技術的前沿與熱點發(fā)展方向。3d打印的精度主要取決于增量單元的尺寸與層厚。因此,微納3d打印技術主要是通過新的成形工藝與方法來降低增量單元的尺寸與層厚,從而實現(xiàn)微納結構的三維制造?,F(xiàn)有的微納3d打印技術以光固化技術為主,但由于是以激光誘導光敏高分子材料發(fā)生光固化成形為原理,所以面臨著制造成本高、材料選擇有限等問題,且隨著制造精度的提高,還會面臨著制造效率低的問題。
靜電紡絲技術是利用高壓靜電場拉伸原材料溶液或熔液液滴,隨著電壓增大,電場逐漸增強,噴絲頭處的液滴逐漸拉伸,狀態(tài)達到平衡形成泰勒錐。帶電液滴在電場力作用下,從泰勒錐尖端激發(fā)噴射出微納米級射流,經(jīng)過進一步拉伸變形形成微納米纖維,具有效率高、成本低、工藝簡單等特點。但由于天然的彎曲不穩(wěn)定性,靜電紡絲技術制造的微納米纖維一般呈現(xiàn)雜亂無序狀態(tài),無法用于規(guī)則圖形制造。
如何將激光快速成型技術與靜電紡絲技術相結合,以改善上述兩種技術各自存在的缺點,致力于實現(xiàn)效果好、精度高、性能強的高分子新材料制造設備成為了行業(yè)人員關注的焦點。
技術實現(xiàn)要素:
鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種新材料制造設備及新材料制造裝置,以有效地改善上述問題。
本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明實施例提供了一種新材料制造設備,包括:送粉裝置、靜電紡絲裝置、激光裝置、機床和粉層調(diào)節(jié)裝置。所述送粉裝置、所述靜電紡絲裝置、所述激光裝置和所述粉層調(diào)節(jié)裝置均安裝于所述機床上。所述送粉裝置用于向所述機床的工作臺噴射粉料,所述靜電紡絲裝置用于向所述工作臺噴射靜電紡絲,所述粉層調(diào)節(jié)裝置用于將所述工作臺上的粉料鋪平以及調(diào)節(jié)粉層厚度,所述激光裝置用于向所述工作臺發(fā)射激光束。
在本發(fā)明較佳的實施例中,所述機床包括:床身和第一隔板,所述第一隔板安裝于所述床身上,將其分割為上下兩層區(qū)域,位于下層區(qū)域的所述床身上設置有所述工作臺,所述送粉裝置、所述靜電紡絲裝置和所述激光裝置均安裝于所述第一隔板上,所述粉層調(diào)節(jié)裝置安裝于所述第一隔板下方的所述床身上。
在本發(fā)明較佳的實施例中,所述第一隔板上開設有通孔,所述通孔包括:第一通孔、第二通孔和第三通孔,所述送粉裝置的噴粉頭穿過所述第一通孔落位于所述工作臺的上方,所述靜電紡絲裝置的針頭穿過所述第二通孔位于所述工作臺的上方,所述激光裝置發(fā)射的激光束經(jīng)所述第三通孔投射至所述工作臺上。
在本發(fā)明較佳的實施例中,所述機床還包括:第二隔板,所述第二隔板與所述第一隔板連接,將上層區(qū)域分割成左右兩區(qū)域,所述送粉裝置和所述靜電紡絲裝置均安裝于左側區(qū)域的所述第一隔板上,所述激光裝置安裝于右側區(qū)域的所述第一隔板上。
在本發(fā)明較佳的實施例中,所述送粉裝置包括:粉箱、定量送粉組件、送粉管和噴粉頭,所述粉箱的出粉端與所述定量送粉組件的一端連通,所述定量送粉組件的另一端與所述送粉管的一端連通,所述送粉管的另一端與所述噴粉頭連接,所述粉箱安裝于所述第一隔板上。
在本發(fā)明較佳的實施例中,所述靜電紡絲裝置包括:靜推泵、輸送管和針頭,所述靜推泵的出液端與所述輸送管的一端連通,所述輸送管的另一端與所述針頭連接,所述靜推泵安裝于所述第一隔板上。
在本發(fā)明較佳的實施例中,所述激光裝置包括:激光源和反射鏡組,所述激光源發(fā)射的激光束經(jīng)所述反射鏡組反射后投射至所述工作臺上,所述激光源和所述反射鏡組均安裝于所述第一隔板上。
在本發(fā)明較佳的實施例中,所述反射鏡組包括:第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡和第四反射鏡,沿所述激光源的激光束輸出方向設有所述第一反射鏡,所述第二反射鏡與所述第一反射鏡相對放置,所述第三反射鏡與所述第二反射鏡相對放置,所述第四反射鏡與所述第三反射鏡相對放置,所述激光源的激光束經(jīng)第一反射鏡反射后投射至所述第二反射鏡上,經(jīng)所述第二反射鏡反射后投射至所述第三反射鏡上,經(jīng)第三反射鏡反射后投射至所述第四反射鏡上,經(jīng)所述第四反射鏡反射后投射至所述工作臺上。
在本發(fā)明較佳的實施例中,所述粉層調(diào)節(jié)裝置包括:撲粉器、第一導向裝置和升降臺,所述升降臺豎直安裝于下層區(qū)域的所述床身上,所述第一導向裝置水平安裝于所述升降臺上,所述撲粉器安裝于所述第一導向裝置上,可相對于所述第一導向裝置水平移動,在所述升降臺的作用下所述第一導向裝置可豎直移動。
本發(fā)明實施例還提供了一種新材料制造裝置,包括控制系統(tǒng)和上述的新材料制造設備,所述控制系統(tǒng)分別與所述新材料制造設備中的送粉裝置、靜電紡絲裝置、激光裝置和粉層調(diào)節(jié)裝置耦合。
本發(fā)明實施例提供了一種新材料制造設備及新材料制造裝置。該新材料制造設備包括:送粉裝置、靜電紡絲裝置、激光裝置、機床和粉層調(diào)節(jié)裝置。首先,通過送粉裝置噴出一定量粉至機床上的工作臺;其次,通過粉層調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)粉層厚度以及將粉料鋪平;再其次,通過靜電紡絲裝置噴出靜電紡絲,電紡所得的納米纖維無序地落在鋪平的粉面上;最后,通過激光裝置對粉面上納米纖維進行燒結,固化成型。本發(fā)明涉及了激光快速成型技術與靜電紡絲技術的結合,可制備出內(nèi)部摻有無序電紡納米纖維的高分子新材料,并結合了兩種技術的優(yōu)點,具有精度高、效率好、圖形規(guī)則、材料性能優(yōu)等優(yōu)點。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本發(fā)明實施例而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。通過附圖所示,本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖,重點在于示出本發(fā)明的主旨。
圖1示出了本發(fā)明實施例提供的一種新材料制造設備的第一視角的結構示意圖。
圖2示出了本發(fā)明實施例提供的一種新材料制造設備的第二視角的結構示意圖。
圖3示出了本發(fā)明實施例提供的一種新材料制造設備的第三視角的結構示意圖。
圖4示出了本發(fā)明實施例提供的一種新材料制造設備中的位于第一隔板下方的粉層調(diào)節(jié)裝置的結構示意圖。
圖5示出了本發(fā)明實施例提供的一種新材料制造裝置的結構框圖。
圖標:10-新材料制造設備;11-機床;111-床身;112-第一隔板;113-第二隔板;114-工作臺;115-第一通孔;116-第二通孔;117-第三通孔;13-送粉裝置;131-粉箱;132-定量送粉組件;133-送粉管;134-噴粉頭;15-靜電紡絲裝置;151-靜推泵;152-輸送管;153-針頭;17-激光裝置;171-激光源;172-反射鏡組;173-第一反射鏡;174-第二反射鏡;175-第三反射鏡;176-第四反射鏡;19-粉層調(diào)節(jié)裝置;191-撲粉器;192-第一導向裝置;193-升降臺;194-第二導向裝置;30-新材料制造裝置;31-控制系統(tǒng)。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。
因此,以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例。基于本發(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
應注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項,因此,一旦某一項在一個附圖中被定義,則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外,術語“第一”、“第二”、等僅用于區(qū)分描述,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
此外,術語“水平”、“豎直”等術語并不表示要求部件絕對水平或懸垂,而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平,并不是表示該結構一定要完全水平,而是可以稍微傾斜。
在本發(fā)明的描述中,還需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”、“耦合”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
本發(fā)明實施例提供了一種新材料制造設備10,請參閱圖1、圖2、圖3和圖4。該新材料制造設備10包括:送粉裝置13、靜電紡絲裝置15、激光裝置17、機床11和粉層調(diào)節(jié)裝置19。
所述機床11用于固定送粉裝置13、靜電紡絲裝置15、激光裝置17和粉層調(diào)節(jié)裝置19,以及為制造新材料提供工作空間等。于本實施例中,如圖1所示,優(yōu)選地,所述機床11包括:床身111、第一隔板112和第二隔板113。
所述床身111用于支撐送粉裝置13、靜電紡絲裝置15、激光裝置17和粉層調(diào)節(jié)裝置19。所述床身111的結構有多種,例如,所述床身111可以包括:支撐柱和橫梁。所述支撐柱用于支撐所述橫梁,共同構成床身111。所述床身111被所述第一隔板112分割成上下兩層區(qū)域,位于下層區(qū)域的所述床身111上設置有工作臺114(如圖4所示),以及安裝有所述粉層調(diào)節(jié)裝置19。其中,優(yōu)選地,所述工作臺114位于所述第一隔板112的正下方。該工作臺114固定于該床身111上,不可移動。
其中,所述床身111與所述第一隔板112的連接方式、所述工作臺114與所述第一隔板112的連接方式和所述粉層調(diào)節(jié)裝置19與所述第一隔板112的連接方式均可以有多種,例如,可以是通過螺桿和螺母、螺釘?shù)冗B接件連接;也可以是通過粘合、焊接等方式連接,還可以是一體成型等。
其中,所述床身111與所述第一隔板112的連接方式,所述工作臺114與所述第一隔板112的連接方式,所述粉層調(diào)節(jié)裝置19與所述第一隔板112的連接方式三者的連接方式可以相同,也可以不同,也可以部分相同等。
所述第一隔板112安裝于所述床身111上,將其分割為上下兩區(qū)域。所述第一隔板112的形狀可以有多種,于本實施例中,優(yōu)選地,所述第一隔板112的形狀可以為長方形。所述送粉裝置13、所述靜電紡絲裝置15和所述激光裝置17均安裝于所述第一隔板112上。為了便于使所述送粉裝置13噴射的粉料落至所述工作臺114上,所述靜電紡絲裝置15噴射的靜電紡絲落至所述工作臺114上,以及所述激光裝置17發(fā)射的激光束投射至所述工作臺114上。優(yōu)選地,所述第一隔板112上開設有通孔。
所述通孔的數(shù)量可以是1個,也可以是2個,還可以是2個以上,于本實施例中,如圖3所示,優(yōu)選地,所述通孔包括:第一通孔115、第二通孔116和第三通孔117。
所述送粉裝置13的噴粉頭134穿過所述第一通孔115位于所述工作臺114的上方,以使送粉裝置13噴射的粉料落至所述工作臺114上。所述第一通孔115的形狀可以有多種,例如,可以是圓形、也可以是三角形、還可以是長方形、以及多棱柱形等。于本實施例中,優(yōu)選地,所述第一通孔115的形狀可以是圓形。
所述靜電紡絲裝置15的針頭153穿過所述第二通孔116位于所述工作臺114的上方,以使所述靜電紡絲裝置15噴射的靜電紡絲落至所述工作臺114上。所述第二通孔116的形狀可以有多種,例如,可以是圓形、也可以是三角形、還可以是長方形、以及多棱柱形等。于本實施例中,優(yōu)選地,所述第二通孔116的形狀可以是圓形。
所述激光裝置17發(fā)射的激光束經(jīng)所述第三通孔117投射至所述工作臺114上。所述第三通孔117的形狀可以有多種,例如,可以是圓形、也可以是三角形、還可以是長方形、以及多棱柱形等。于本實施例中,優(yōu)選地,所述第三通孔117的形狀可以是長方形。
其中,第一通孔115的形狀尺寸與第二通孔116的形狀尺寸可以相同,也可以是不同,例如,第一通孔115的形狀與第二通孔116的形狀相同,均為圓形,但是尺寸不同。
其中,所述送粉裝置13與所述第一隔板112的連接方式、所述靜電紡絲裝置15與所述第一隔板112的連接方式和所述激光裝置17與所述第一隔板112的連接方式均可以有多種,例如,可以是通過螺桿和螺母、螺釘?shù)冗B接件連接;也可以是通過粘合、焊接等方式連接,還可以是一體成型等。
其中,述送粉裝置13與所述第一隔板112的連接方式,所述靜電紡絲裝置15與所述第一隔板112的連接方式,所述激光裝置17與所述第一隔板112的連接方式三者的連接方式可以相同,也可以不同,還可以部分相同。
所述第二隔板113與所述第一隔板112連接,用于將上層區(qū)域分割成左右兩區(qū)域。優(yōu)選地,所述第二隔板113位于所述第一隔板112的中心位置,即被第二隔板113分割成的左右兩區(qū)域的面積相等。優(yōu)選地,所述送粉裝置13和所述靜電紡絲裝置15均安裝于左側區(qū)域的所述第一隔板112上,所述激光裝置17安裝于右側區(qū)域的所述第一隔板112上。進一步優(yōu)選地,所述送粉裝置13和所述靜電紡絲裝置15相對安裝于左側區(qū)域的所述第一隔板112上,即所述送粉裝置13安裝于左側區(qū)域的所述第一隔板112的一端,且與第二隔板113邊緣平行;所述靜電紡絲裝置15安裝于左側區(qū)域的所述第一隔板112的另一端,且與第二隔板113邊緣平行。
其中,優(yōu)選地,所述第一通孔115、所述第二通孔116和所述第三通孔117均設置于右側區(qū)域的所述第一隔板112上。優(yōu)選地,所述第二隔板113上設置有一凹槽,以便于使送粉裝置13的送粉管133,以及靜電紡絲裝置15的輸送管152穿過。其中,該凹槽的數(shù)量可以是1個,也可以是2個。應當理解的是,該凹槽也可以用實現(xiàn)相同功能的其他結構來代替,例如,孔、開口等。
其中,所述第二隔板113與所述第一隔板112的連接方式可以有多種,例如,可以是通過螺桿和螺母、螺釘?shù)冗B接件連接;也可以是通過粘合、焊接等方式連接,還可以是一體成型等。
所述送粉裝置13用于噴射粉料,于本實施例中,如圖2所示,優(yōu)選地,所述送粉裝置13包括:粉箱131、定量送粉組件132、送粉管133和噴粉頭134。
所述粉箱131安裝于所述機床11上,優(yōu)選地,所述粉箱131安裝于左側區(qū)域的所述第一隔板112的一端。所述粉箱131用于盛裝粉料及輸送粉料,其出料端或出粉端與所述定量送粉組件132的一端連通。
所述定量送粉組件132安裝于所述粉箱131的出粉處,用于控制出粉量。所述定量送粉組件132的一端與所述粉箱131的出料端或出粉端連通,所述定量送粉組件132的另一端與所述送粉管133的一端連通。
所述送粉管133用于輸送粉料,所述送粉管133的一端與所述定量送粉組件132的另一端連通,所述送粉管133的另一端與所述噴粉頭134連接。優(yōu)選地,所述送粉管133經(jīng)過第二隔板113的凹槽后穿過第一通孔115,以使噴粉頭134正對于工作臺114的上方。
所述噴粉頭134安裝于所述送粉管133的另一端,用于噴射粉料,其穿過第一通孔115正對于工作臺114的上方,以使粉料均勻地落于工作臺114上。
所述靜電紡絲裝置15用于噴射靜電紡絲,于本實施例中,優(yōu)選地,靜推泵151、輸送管152和針頭153。
所述靜推泵151安裝于所述機床11上,優(yōu)選地,所述靜推泵151安裝于左側區(qū)域的所述第一隔板112的另一端。所述靜推泵151用于盛裝材料溶液以及推送材料溶液,其出液端與所述輸送管152的一端連通。
所述輸送管152用于輸送材料溶液,所述輸送管152的一端與所述靜推泵151的出液端連通,所述輸送管152的另一端與所述針頭153連接。優(yōu)選地,所述輸送管152經(jīng)過第二隔板113的凹槽后穿過第二通孔116,以使針頭153正對于工作臺114的上方。
所述針頭153安裝于所述輸送管152的另一端,用于噴射靜電紡絲,其穿過第二通孔116正對于工作臺114的上方,以使靜電紡絲均勻地落于工作臺114上。由于該針頭153帶有電機,與其下方的工作臺114形成一電勢,在電場力的作用下,針頭153處的液滴逐漸拉伸,狀態(tài)達到平衡形成泰勒錐。帶電液滴在電場力作用下,從泰勒錐尖端激發(fā)噴射出微納米級射流,經(jīng)過進一步拉伸變形形成微納米纖維。
所述激光裝置17用于發(fā)射激光束,于本實施例中,如圖3所示,優(yōu)選地,所述激光裝置17包括:激光源171和反射鏡組172。
所述激光源171安裝于所述機床11上,優(yōu)選地,所述激光源171安裝于右側區(qū)域的所述第一隔板112上,進一步優(yōu)選地,該激光源171安裝于右側區(qū)域的所述第一隔板112上的邊緣處,且該邊緣處遠離第二隔板113。所述激光源171用于發(fā)射激光束,該激光束經(jīng)所述反射鏡組172反射后投射至所述工作臺114上。
所述反射鏡組172安裝于所述機床11上,優(yōu)選地,所述反射鏡組172安裝于右側區(qū)域的所述第一隔板112上。所述反射鏡組172用于將激光源171發(fā)射的激光束反射至所述工作臺114上。于本實施例中,優(yōu)選地,所述反射鏡組172包括:第一反射鏡173、第二反射鏡174、第三反射鏡175和第四反射鏡176。
優(yōu)選地,第一反射鏡173安裝于右側區(qū)域的第一隔板112上,其正對著所述激光源171的激光束輸出方向,用于將該激光束反射至第二反射鏡174上。其中,優(yōu)選地,該第一反射鏡173為直角反射鏡,進一步優(yōu)選地,該第一反射鏡173為等腰直角反射鏡。
優(yōu)選地,第二反射鏡174安裝于右側區(qū)域的第一隔板112上,所述第二反射鏡174與所述第一反射鏡173相對放置,用于將投射至自身上的激光束反射至第三反射鏡175上。其中,優(yōu)選地,該第二反射鏡174為直角反射鏡,進一步優(yōu)選地,該第二反射鏡174為等腰直角反射鏡。
優(yōu)選地,所述第三反射鏡175安裝于右側區(qū)域的第一隔板112上,進一步優(yōu)選地,該第三反射鏡175安裝于第三通孔117的上方。該第三反射鏡175與所述第二反射鏡174相對放置,用于將投射至自身上的激光束反射至第四反射鏡176上。其中,優(yōu)選地,該第三反射鏡175可以在x方向任意轉動,即,該第三反射鏡175可以繞著自身的軸在x方向旋轉360度,以調(diào)節(jié)反射至第四反射鏡176上的激光束的強度。
優(yōu)選地,所述第四反射鏡176安裝于右側區(qū)域的第一隔板112上,進一步優(yōu)選地,該第四反射鏡176安裝于第三通孔117內(nèi)。該第四反射鏡176與所述第三反射鏡175相對放置,用于將投射至自身上的激光束反射至工作臺114上,對粉料與靜電紡絲進行激光燒結。其中,優(yōu)選地,該第四反射鏡176可以在y方向任意轉動,即,該第四反射鏡176可以繞著自身的軸在y方向旋轉360度,以調(diào)節(jié)反射至工作臺114上的激光束的強度。
其中,優(yōu)選地,該第三通孔117、激光源171、第一反射鏡173和第二反射鏡174共同圍成一個長方形,且其分別處于該方長形的四角。
其中,所述激光源171的激光束經(jīng)第一反射鏡173反射后投射至所述第二反射鏡174上,經(jīng)所述第二反射鏡174反射后投射至所述第三反射鏡175上,經(jīng)第三反射鏡175反射后投射至所述第四反射鏡176上,經(jīng)所述第四反射鏡176反射后投射至所述工作臺114上。
所述粉層調(diào)節(jié)裝置19用于將粉料鋪平以及調(diào)節(jié)粉層厚度,于本實施例中,如圖4所示,優(yōu)選地,所述粉層調(diào)節(jié)裝置19包括:撲粉器191、第一導向裝置192和升降臺193。
所述撲粉器191用于將粉料鋪平,于本實施例中,優(yōu)選地,該撲粉器191安裝于所述第一導向裝置192上,可相對于所述第一導向裝置192水平移動,以將工作臺114上的粉料鋪平。即,該撲粉器191可沿著第一導向裝置192的兩側水平往復移動。
所述升降臺193安裝于所述機床11上,優(yōu)選地,該升降臺193豎直安裝于下層區(qū)域的所述床身111上,用于調(diào)節(jié)粉層厚度。該升降臺193上水平安裝有第一導向裝置192,因此,在所述升降臺193的作用下所述第一導向裝置192以及撲粉器191可以在豎直方向上移動,以此來調(diào)節(jié)工作臺114上所鋪粉料的厚度。
所述第一導向裝置192水平安裝于所述升降臺193上,其上安裝有撲粉器191,該撲粉器191可相對于所述第一導向裝置192水平移動,以將工作臺114上的粉料鋪平。優(yōu)選地,該第一導向裝置192包括:相對設置的左側x向?qū)蜓b置和右側x向?qū)蜓b置。該左側x向?qū)蜓b置位于工作臺114的左側,右側x向?qū)蜓b置位于工作臺114的右側。撲粉器191的一端安裝于左側x向?qū)蜓b置上,撲粉器191的另一端安裝于右側x向?qū)蜓b置上,以使撲粉器191位于工作臺114的正上方。
為了使第一導向裝置192在豎直方向上移動時更加方便、省力,以及防止第一導向裝置192在移動的過程中出現(xiàn)角度偏差,于本實施例中,優(yōu)選地,所述粉層調(diào)節(jié)裝置19還包括:第二導向裝置194。
優(yōu)選地,所述第二導向裝置194安裝于下層區(qū)域的所述床身111上,且與第一導向裝置192相對應,即在所述升降臺193的作用下所述第一導向裝置192可相對于第二導向裝置194豎直移動。換句話說,第一導向裝置192的前后兩端均與第二導向裝置194相連接。優(yōu)選地,該第二導向裝置194包括:前左側z向?qū)蜓b置、前右側z向?qū)蜓b置、后左側z向?qū)蜓b置和后右側z向?qū)蜓b置。即左側x向?qū)蜓b置的前端置于前左側z向?qū)蜓b置中,左側x向?qū)蜓b置的后端置于后左側z向?qū)蜓b置中,右側x向?qū)蜓b置的前端置于前右側z向?qū)蜓b置中,右側x向?qū)蜓b置的后端置于后右側z向?qū)蜓b置中。
本發(fā)明的原理是:該新材料制造設備10結合了激光快速成型技術與靜電紡絲技術。首先,啟動定量送粉組件132,粉料通過送粉管133自噴粉頭134噴出一定量粉至工作臺114上;其次,通過升降臺193調(diào)整確定好粉層厚度后,由撲粉器191滾過鋪平;再其次,啟動靜推泵151,使其中溶液通過輸送管152流至針頭153,針頭153帶有電極,與下方工作臺114形成一電勢,在電場力的作用下開始進行靜電紡絲,電紡所得的納米纖維無序地落在鋪平的粉面上;最后,打開激光源171,激光束經(jīng)過第一反射鏡173反射至第二反射鏡174上,經(jīng)第二反射鏡174反射后投射至第三反射鏡175上,經(jīng)第三反射鏡175反射后投射至第四反射鏡176上,再經(jīng)第四反射鏡176的調(diào)節(jié),激光束最終落在摻有納米纖維的粉面上進行燒結,且通過第三反射鏡175和/或第四反射鏡176的調(diào)節(jié),激光束可覆蓋較大范圍,可于粉面上激光固化出任意幾何圖形。將一層燒結完畢后,重復上述工作,撲粉,電紡,激光成型,逐步累加,最終生成三維立體模型。
本發(fā)明實施例還提供了一種新材料制造裝置30,如圖5所示。該新材料制造裝置30包括:控制系統(tǒng)31和上述的新材料制造設備10。
所述控制系統(tǒng)31分別與所述新材料制造設備10中的送粉裝置13、靜電紡絲裝置15、激光裝置17和粉層調(diào)節(jié)裝置19耦合,用于控制送粉裝置13的啟動與停止,以及出粉量;還用于控制靜電紡絲裝置15的啟動與停止,以及的射的靜電紡絲量;還用于控制粉層調(diào)節(jié)裝置19耦合的啟動與停止,以及粉層的厚度;以及還用于控制激光裝置17的啟動與停止等,以實現(xiàn)新材料制備。
綜上所述,本發(fā)明實施例提供了一種新材料制造設備及新材料制造裝置。該新材料制造設備包括:送粉裝置、靜電紡絲裝置、激光裝置、機床和粉層調(diào)節(jié)裝置。其中,機床包括:床身、第一隔板和第二隔板;送粉裝置包括:粉箱、定量送粉組件、送粉管和噴粉頭。靜電紡絲裝置包括:靜推泵、輸送管和針頭。激光裝置包括:激光源、第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡和第四反射鏡。粉層調(diào)節(jié)裝置包括:撲粉器、第一導向裝置、第二導向裝置和升降臺。該新材料制造設備結合了激光快速成型技術與靜電紡絲技術。首先,啟動定量送粉組件,粉料通過送粉管自噴粉頭噴出一定量粉至工作臺上;其次,通過升降臺調(diào)整確定好粉層厚度后,由撲粉器滾過鋪平;再其次,啟動靜推泵,使其中溶液通過輸送管流至針頭,針頭帶有電極,與下方工作臺形成一電勢,在電場力的作用下開始進行靜電紡絲,電紡所得的納米纖維無序地落在鋪平的粉面上;最后,打開激光源,激光束經(jīng)過第一反射鏡反射至第二反射鏡上,經(jīng)第二反射鏡反射后投射至第三反射鏡上,經(jīng)第三反射鏡反射后投射至第四反射鏡上,再經(jīng)第四反射鏡的調(diào)節(jié),激光束最終落在摻有納米纖維的粉面上進行燒結,且通過第三反射鏡和/或第四反射鏡的調(diào)節(jié),激光束可覆蓋較大范圍,可于粉面上激光固化出任意幾何圖形。將一層燒結完畢后,重復上述工作,撲粉,電紡,激光成型,逐步累加,最終生成三維立體模型。本發(fā)明涉及了激光快速成型技術與靜電紡絲技術的結合,可制備出內(nèi)部摻有無序電紡納米纖維的高分子新材料,并結合了兩種技術的優(yōu)點,具有精度高、效率好、圖形規(guī)則、材料性能優(yōu)等優(yōu)點。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領域的技術人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。