一种基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的方法

1.本发明属于太空制造技术领域，具体涉及一种基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的方法。


背景技术：

2.随着人类太空探索的脚步逐渐迈向深空，为了应对长期在轨生存的挑战，在轨原位制造、原位补给与资源原位利用技术将起到至关重要的作用。各国航天领域研究人员开始关注空间制造技术的在轨应用，并初步提出了以增材制造为主的空间制造技术。该技术能够以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式构造三维结构，具有节省材料、成型精度高、速度快等优点。目前，熔融沉积与立体光刻成型工艺已经通过在轨验证，并且能够成功地用于高分子、陶瓷和生物组织等在轨制造。然而，未来日益多样化的空间探索任务不仅仅满足于简单零件的在轨制造，根据特定应用场景直接成型功能器件将成为太空制造技术的重要发展方向之一。
3.功能器件指除了具有固定结构形式以外，还能够满足特定功能化应用需求的器件，根据其应用场景不同，功能器件可以分为能够产生驱动力的致动器、能够感知自身变化或外界环境变化的传感器、能够提供能量的供能器与能够储存能量的储能器等。功能器件的增材制造制备与传统增材制造零件的表观区别在于成型材料的数量与种类，例如空间电路的制备需要绝缘材料与导体材料的一体成型，气体传感器的制备需要绝缘材料、敏感材料与电极材料的一体成型，这是单一材料增材制造无法实现的。因此，多材料成型工艺、界面相互作用机理与成型性能调控相关问题是功能器件空间制造技术所面对的挑战。空间的微重力特性与严峻的空间环境，为空间制造功能器件提出了更高要求。对于制造工艺，在不影响空间舱内环境的同时，需要满足多材料成型的需求并保证界面的良好结合；对于材料体系则需要具备更低的真空放气率、更高的综合性能与更好的空间环境适应性。
4.现阶段功能器件的增材制造制备存在以下问题：地面传统的功能器件的制造工艺流程复杂，需要用到的设备很多，且无法满足在轨资源包络的需求。基于以上要求，亟待一种面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备及其方法，解决空间环境下多工艺复合的问题，完成在轨的制造功能器件的需求。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的方法，可有效解决上述问题。
6.本发明采用的技术方案如下：
7.本发明提供一种基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的方法，面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备包括：dlp光机模块(1)、供料铺料子系统(2)、打印平台子系统(3)、微加工和多材料成型子系统(4)和原位测量子系统(5)；
8.复合成型区域沿x方向划分为光固化成型区以及微加工和多材料成型区；所述光固化成型区设置于左侧，所述微加工和多材料成型区设置于右侧；
9.所述打印平台子系统(3)包括打印平台(3.1)、打印平台x向移动机构(3.2)和打印平台z向移动机构；所述打印平台x向移动机构(3.2)，用于驱动所述打印平台(3.1)沿x方向移动，实现移动到所述光固化成型区或所述微加工和多材料成型区；所述打印平台z向移动机构，用于驱动所述打印平台(3.1)沿z方向移动；
10.所述打印平台子系统(3)的上方，并且位于所述光固化成型区，设置所述供料铺料子系统(2)；所述光固化成型区的上方，固定安装所述dlp光机模块(1)；
11.所述打印平台子系统(3)的上方，并且位于所述微加工和多材料成型区，设置所述微加工和多材料成型子系统(4)和所述原位测量子系统(5)；其中，所述微加工和多材料成型子系统(4)包括复合打印x向移动机构(4.1)、脉冲式激光器(4.2)、脉冲喷墨打印头(4.3)和直写式挤出头(4.4)；所述脉冲式激光器(4.2)、所述脉冲喷墨打印头(4.3)和所述直写式挤出头(4.4)，沿x向设置，并均与所述复合打印x向移动机构(4.1)连接；所述原位测量子系统(5)，与所述复合打印x向移动机构(4.1)连接；
12.所述供料铺料子系统(2)包括供料机构(2.1)、刮刀(2.2)、刮刀x向导轨(2.3)、刮刀x向传送带(2.4)和刮刀驱动电机(2.5)；
13.所述刮刀(2.2)的底部与所述刮刀x向导轨(2.3)滑动连接；所述刮刀(2.2)通过所述刮刀x向传送带(2.4)与所述刮刀驱动电机(2.5)连接；所述供料机构(2.1)垂直设置，所述供料机构(2.1)的供料口垂直向上，并位于所述刮刀(2.2)的下面；
14.方法包括以下步骤：
15.步骤1，将需要打印的功能器件的三维模型上传到切片软件；所述切片软件对所述功能器件的三维模型进行切片处理，生成多个切片，并设置每个切片的打印参数，包括：打印材料、打印层厚，刻蚀宽度与厚度以及导线填充量；
16.步骤2，通过打印平台x向移动机构(3.2)和打印平台z向移动机构，调节打印平台(3.1)的x向位置以及z向高度，将打印平台(3.1)移动到目标位置；
17.步骤3，供铺料：
18.通过供料机构(2.1)，将陶瓷软物质打印材料挤出，通过刮刀驱动电机(2.5)驱动刮刀(2.2)按照设定的打印层厚铺平陶瓷软物质打印材料于打印平台(3.1)的表面；
19.步骤4，光固化成型：
20.控制dlp光机模块(1)按设定的打印路径向打印平台(3.1)表面的陶瓷软物质打印材料投射紫外光，使陶瓷软物质打印材料进行紫外光固化，完成单层材料的光固化成型，得到固化后的生瓷基底；
21.步骤5，基于激光雕刻对生瓷基底进行微结构加工：
22.控制打印平台(3.1)等高度沿x向移动到微加工和多材料成型区；控制脉冲式激光器(4.2)产生脉冲激光束，激光束通过传输光纤传递到激光加工头内，聚焦刻蚀在固化后的生瓷基底的表面，按刻蚀宽度与厚度进行微结构加工，得到微结构加工后的生瓷基底；
23.步骤6，金属导电材料的填充：
24.控制脉冲喷墨打印头(4.3)和/或直写式挤出头(4.4)，将液态金属材料或导电浆料填充到微结构加工后的生瓷基底的激光加工的微流道中，进行金属导电材料的填充，完
成单层打印；
25.步骤7，控制打印平台(3.1)下降一个层厚，然后返回步骤2，进行下一个打印层的复合多材料精细打印，如此不断循环，最终成型得到复杂结构的功能器件。
26.优选的，在进行步骤5和步骤6时，通过原位测量子系统(5)，对激光刻蚀和打印头喷墨的加工特征进行在线测量，将采集到的光学影像数据传输到后台软件；
27.后台软件通过深度学习算法智能判定加工质量；对各加工工具之间的位置进行标定，再通过运动控制系统对位置参数进行补偿，确保激光刻槽位置和喷墨位置完全重合。
28.优选的，所述dlp光机模块(1)的紫外光投射方向垂直向下。
29.优选的，所述打印平台x向移动机构(3.2)包括打印平台用连接件(3.2.1)、打印平台用传送带(3.2.2)、打印平台用导轨(3.2.3)和打印平台用电机(3.2.4)；
30.所述打印平台(3.1)的底部与所述打印平台用导轨(3.2.3)滑动连接；所述打印平台(3.1)通过所述打印平台用连接件(3.2.1)与所述打印平台用传送带(3.2.2)固定连接；所述打印平台用电机(3.2.4)与所述打印平台用传送带(3.2.2)连接，用于驱动所述打印平台用传送带(3.2.2)沿x方向运动。
31.优选的，所述复合打印x向移动机构(4.1)包括多打印头用x向导轨(4.1.1)、多打印头控制电机(4.1.2)和多打印头x向传动机构(4.1.3)；
32.所述多打印头控制电机(4.1.2)用于驱动所述多打印头x向传动机构(4.1.3)沿x向移动；所述脉冲式激光器(4.2)、所述脉冲喷墨打印头(4.3)和所述直写式挤出头(4.4)均与所述多打印头x向传动机构(4.1.3)连接固定；所述脉冲式激光器(4.2)、所述脉冲喷墨打印头(4.3)和所述直写式挤出头(4.4)均与所述多打印头用x向导轨(4.1.1)滑动连接。
33.本发明提供的一种基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的方法具有以下优点：
34.本发明提供一种将光固化工艺、激光制造工艺和喷墨/挤出工艺相结合的新型复合制造设备及其打印方法，解决空间环境打印过程中多工艺混合制造功能器件的打印问题，实现微重力环境下复杂功能器件的高精度在轨制造，最终满足在轨应用的需求。
附图说明
35.图1为本发明提供的面向太空环境下打印功能器件的复合制造方法的流程示意图；
36.图2为本发明提供的面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的结构示意图。
具体实施方式
37.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.本发明提供一种将光固化工艺、激光制造工艺和喷墨/挤出工艺相结合的新型复合制造设备及其打印方法，解决空间环境打印过程中多工艺混合制造功能器件的打印问题，实现微重力环境下复杂功能器件的高精度在轨制造，最终满足在轨应用的需求。
39.参考图2，本发明提供一种面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备，包括：dlp光机模块1、供料铺料子系统2、打印平台子系统3、微加工和多材料成型子系统4和原位测量子系统5；
40.复合成型区域沿x方向划分为光固化成型区以及微加工和多材料成型区；光固化成型区设置于左侧，微加工和多材料成型区设置于右侧；
41.打印平台子系统3包括打印平台3.1、打印平台x向移动机构3.2和打印平台z向移动机构；打印平台x向移动机构3.2，用于驱动打印平台3.1沿x方向移动，实现移动到光固化成型区或微加工和多材料成型区；打印平台z向移动机构，用于驱动打印平台3.1沿z方向移动；作为一个实施例，打印平台x向移动机构3.2包括打印平台用连接件3.2.1、打印平台用传送带3.2.2、打印平台用导轨3.2.3和打印平台用电机3.2.4；打印平台3.1的底部与打印平台用导轨3.2.3滑动连接；打印平台3.1通过打印平台用连接件3.2.1与打印平台用传送带3.2.2固定连接；打印平台用电机3.2.4与打印平台用传送带3.2.2连接，用于驱动打印平台用传送带3.2.2沿x方向运动。
42.打印平台子系统3的上方，并且位于光固化成型区，设置供料铺料子系统2；供料铺料子系统2包括供料机构2.1、刮刀2.2、刮刀x向导轨2.3、刮刀x向传送带2.4和刮刀驱动电机2.5；刮刀2.2的底部与刮刀x向导轨2.3滑动连接；刮刀2.2通过刮刀x向传送带2.4与刮刀驱动电机2.5连接；供料机构2.1垂直设置，供料机构2.1的供料口垂直向上，并位于刮刀2.2的下面。
43.光固化成型区的上方，固定安装dlp光机模块1；dlp光机模块1的紫外光投射方向垂直向下。
44.打印平台子系统3的上方，并且位于微加工和多材料成型区，设置微加工和多材料成型子系统4和原位测量子系统5；其中，微加工和多材料成型子系统4包括复合打印x向移动机构4.1、脉冲式激光器4.2、脉冲喷墨打印头4.3和直写式挤出头4.4；脉冲式激光器4.2、脉冲喷墨打印头4.3和直写式挤出头4.4，沿x向设置，并均与复合打印x向移动机构4.1连接；原位测量子系统5，与复合打印x向移动机构4.1连接。作为一个实施例，复合打印x向移动机构4.1包括多打印头用x向导轨4.1.1、多打印头控制电机4.1.2和多打印头x向传动机构4.1.3；多打印头控制电机4.1.2用于驱动多打印头x向传动机构4.1.3沿x向移动；脉冲式激光器4.2、脉冲喷墨打印头4.3和直写式挤出头4.4均与多打印头x向传动机构4.1.3连接固定；脉冲式激光器4.2、脉冲喷墨打印头4.3和直写式挤出头4.4均与多打印头用x向导轨4.1.1滑动连接。
45.下面介绍一种面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的实施例：
46.1、整体的主框架结构，将复合成型平台分为两个部分，左边是光固化成型区，右边是微加工和多材料成型区。dlp光机模块1位于光固化成型区的上方，固定在整体框架上，主要将固化成型的图像，通过紫外光投影到打印平台的表面，即：主要通过数字处理器投射紫外光，固化成型材料。
47.2、打印平台3.1根据控制指令逐层向下移动，配合铺料系统和曝光系统(即dlp光机模块1)完成材料的固化成型。
48.打印平台子系统包含打印平台基体、可拆卸打印板、高精度丝杆、高精度导轨、步进电机、编码器等；
49.3、采用单侧供料方式，将供料机构2.1的料筒固定在打印平台的左侧，供料机构2.1采用了贯穿式活塞供料。在发射时由于存在较大振动，供料机构2.1设计有可在轨释放的保护盖，既能够在发射时确保材料不会溢出，又可以提供较好的保护环境，避免材料的变质或硬化。供料机构2.1包括贯穿式步进电机、外壳体(与平台基座进行了一体化设计)、保护盖等。
50.4、供料铺料子系统2中的铺料装置，包括高精度导轨、翘板式铺料刀架、可调节铺料刀、电磁吸盘等。在成型过程中，每完成一次曝光，打印平台下移层厚高度，铺料系统完成铺料动作。采用双刮刀的结构，刮刀采用陶瓷材质，铺料完成后，通过电磁吸盘切换翘板式刀架，为下一次铺料做好准备。
51.具体的，刮刀移动装置电机、刮刀用传送带、刮刀、刮刀用导轨、供料机构组成了高精度供料和刮刀系统，通过自动供料装置将特制的陶瓷软物质材料挤出，通过微米级精度的刮刀，在打印平台上进行均匀的铺平，磁铁吸盘式刮刀可以往复运动，层厚精度可控；
52.5、打印平台通过z轴电机可以在竖直方向上进行往复运动，通过x轴电机，可以在水平轴方向上进行往复运动，打印平台设计快拆机构，可满足不同材料对基底的附着要求；
53.本发明中，打印平台可以在x方向和z方向进行移动，打印平台可以快速拆卸，也可更换不同材料质地；
54.6、微加工和多材料成型区，通过y相的龙门结构和x相的三轴运动机构，实现多工艺复合打印的三维运动，重复定位精度5μm，三轴运动精度5μm；
55.7、脉冲式激光器4.2、脉冲喷墨打印头4.3和直写式挤出头4.4，通过滑块在x轴进行安装，x轴还包括一个丝杠和一个电机；
56.脉冲喷墨打印头4.3和直写式挤出头4.4作为多材料打印头，可以根据打印需要进行切换，完成单一材料和复合材料的打印；
57.脉冲式激光器4.2、脉冲喷墨打印头4.3和直写式挤出头4.4，配合作业，完成复合工艺的制造；
58.8、激光加工头通过微型扫描振镜背部的螺钉孔固定在运动滑台上。
59.9、通过控制系统控制电机，进而利用电机驱动丝杠带动打印喷头(脉冲式激光器4.2、脉冲喷墨打印头4.3和直写式挤出头4.4)的运动，利用电机驱动丝杠带动横梁(刮刀横梁、喷头)运动，利用电机驱动丝杠带动打印平台的下降，实现逐层的打印成型。
60.10、原位测量子系统5包括硬件系统和软件系统。该原位测量子系统5的作用是对激光刻蚀、喷墨等加工特征进行在线测量，将采集到的光学影像数据传输到后台软件进行处理。通过深度学习算法智能判定加工质量；并对各加工工具之间的位置进行标定，再通过运动控制系统对其位置参数进行补偿，确保激光刻槽位置和喷墨位置完全重合。
61.因此，原位测量子系统5，对精度进行实时反馈，保证打印精度。
62.11、脉冲式激光器4.2主要由激光器和激光加工头组成。激光器产生脉冲激光束。该激光光束通过传输光纤传递到激光加工头内，经过激光加工头聚焦后，刻蚀打印件表面。
63.参考图1，本发明还提供一种基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的方法，包括以下步骤：
64.步骤1，将需要打印的功能器件的三维模型上传到切片软件；切片软件对功能器件的三维模型进行切片处理，生成多个切片，并设置每个切片的打印参数，包括：打印材料、打
印层厚，刻蚀宽度与厚度以及导线填充量；
65.步骤2，通过打印平台x向移动机构3.2和打印平台z向移动机构，调节打印平台3.1的x向位置以及z向高度，将打印平台3.1移动到目标位置；
66.步骤3，供铺料：
67.通过供料机构2.1，将陶瓷软物质打印材料挤出，通过刮刀驱动电机2.5驱动刮刀2.2按照设定的打印层厚铺平陶瓷软物质打印材料于打印平台3.1的表面；
68.步骤4，光固化成型：
69.控制dlp光机模块1按设定的打印路径向打印平台3.1表面的陶瓷软物质打印材料投射紫外光，使陶瓷软物质打印材料进行紫外光固化，完成单层材料的光固化成型，得到固化后的生瓷基底，层厚尺寸在100μm-200μm；
70.步骤5，基于激光雕刻对生瓷基底进行微结构加工：
71.控制打印平台3.1等高度沿x向移动到微加工和多材料成型区；控制脉冲式激光器4.2产生脉冲激光束，激光束通过传输光纤传递到激光加工头内，聚焦刻蚀在固化后的生瓷基底的表面，按刻蚀宽度与厚度进行微结构加工，得到微结构加工后的生瓷基底；例如，雕刻尺寸线宽50μm-150μm，厚度5μm-15μm。
72.步骤6，金属导电材料的填充：
73.通过多材料的微纳成型组件，基于脉冲喷墨打印头4.3和/或直写式挤出头4.4，将液态金属材料或导电浆料填充到微结构加工后的生瓷基底的激光加工的微流道中，进行金属导电材料的填充，完成单层打印；其中，导电浆料包括金浆、银浆、铜等。
74.在进行步骤5和步骤6时，通过原位测量子系统5，对激光刻蚀和打印头喷墨的加工特征进行在线测量，将采集到的光学影像数据传输到后台软件；后台软件通过深度学习算法智能判定加工质量；对各加工工具之间的位置进行标定，再通过运动控制系统对位置参数进行补偿，确保激光刻槽位置和喷墨位置完全重合。
75.步骤7，控制打印平台3.1下降一个层厚，然后返回步骤2，进行下一个打印层的复合多材料精细打印，如此不断循环，循环进行每一层的固化、加工和填充，直至完成整个功能器件的打印，最终辅助高温烧结，最终成型得到复杂结构的功能器件。
76.本发明采用以上技术方案，其具有如下优点：
77.本发明将光固化作为主成型平台，可以利用dlp技术进行陶瓷材料和树脂材料的直接成型；同时，通过特殊设计的多自由度移动机构，可以很方便的将主成型平台移动到微加工区域，再利用激光工艺模块对打印模型进行微加工处理，最后通过喷墨/挤出模块，填补二相材料，解决功能器件在特定条件下打印成型的问题，实现高精度在轨制造。
78.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的方法，其特征在于，面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备包括：dlp光机模块(1)、供料铺料子系统(2)、打印平台子系统(3)、微加工和多材料成型子系统(4)和原位测量子系统(5)；复合成型区域沿x方向划分为光固化成型区以及微加工和多材料成型区；所述光固化成型区设置于左侧，所述微加工和多材料成型区设置于右侧；所述打印平台子系统(3)包括打印平台(3.1)、打印平台x向移动机构(3.2)和打印平台z向移动机构；所述打印平台x向移动机构(3.2)，用于驱动所述打印平台(3.1)沿x方向移动，实现移动到所述光固化成型区或所述微加工和多材料成型区；所述打印平台z向移动机构，用于驱动所述打印平台(3.1)沿z方向移动；所述打印平台子系统(3)的上方，并且位于所述光固化成型区，设置所述供料铺料子系统(2)；所述光固化成型区的上方，固定安装所述dlp光机模块(1)；所述打印平台子系统(3)的上方，并且位于所述微加工和多材料成型区，设置所述微加工和多材料成型子系统(4)和所述原位测量子系统(5)；其中，所述微加工和多材料成型子系统(4)包括复合打印x向移动机构(4.1)、脉冲式激光器(4.2)、脉冲喷墨打印头(4.3)和直写式挤出头(4.4)；所述脉冲式激光器(4.2)、所述脉冲喷墨打印头(4.3)和所述直写式挤出头(4.4)，沿x向设置，并均与所述复合打印x向移动机构(4.1)连接；所述原位测量子系统(5)，与所述复合打印x向移动机构(4.1)连接；所述供料铺料子系统(2)包括供料机构(2.1)、刮刀(2.2)、刮刀x向导轨(2.3)、刮刀x向传送带(2.4)和刮刀驱动电机(2.5)；所述刮刀(2.2)的底部与所述刮刀x向导轨(2.3)滑动连接；所述刮刀(2.2)通过所述刮刀x向传送带(2.4)与所述刮刀驱动电机(2.5)连接；所述供料机构(2.1)垂直设置，所述供料机构(2.1)的供料口垂直向上，并位于所述刮刀(2.2)的下面；方法包括以下步骤：步骤1，将需要打印的功能器件的三维模型上传到切片软件；所述切片软件对所述功能器件的三维模型进行切片处理，生成多个切片，并设置每个切片的打印参数，包括：打印材料、打印层厚，刻蚀宽度与厚度以及导线填充量；步骤2，通过打印平台x向移动机构(3.2)和打印平台z向移动机构，调节打印平台(3.1)的x向位置以及z向高度，将打印平台(3.1)移动到目标位置；步骤3，供铺料：通过供料机构(2.1)，将陶瓷软物质打印材料挤出，通过刮刀驱动电机(2.5)驱动刮刀(2.2)按照设定的打印层厚铺平陶瓷软物质打印材料于打印平台(3.1)的表面；步骤4，光固化成型：控制dlp光机模块(1)按设定的打印路径向打印平台(3.1)表面的陶瓷软物质打印材料投射紫外光，使陶瓷软物质打印材料进行紫外光固化，完成单层材料的光固化成型，得到固化后的生瓷基底；步骤5，基于激光雕刻对生瓷基底进行微结构加工：控制打印平台(3.1)等高度沿x向移动到微加工和多材料成型区；控制脉冲式激光器(4.2)产生脉冲激光束，激光束通过传输光纤传递到激光加工头内，聚焦刻蚀在固化后的生瓷基底的表面，按刻蚀宽度与厚度进行微结构加工，得到微结构加工后的生瓷基底；
步骤6，金属导电材料的填充：控制脉冲喷墨打印头(4.3)和/或直写式挤出头(4.4)，将液态金属材料或导电浆料填充到微结构加工后的生瓷基底的激光加工的微流道中，进行金属导电材料的填充，完成单层打印；步骤7，控制打印平台(3.1)下降一个层厚，然后返回步骤2，进行下一个打印层的复合多材料精细打印，如此不断循环，最终成型得到复杂结构的功能器件。2.根据权利要求1所述的基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的方法，其特征在于，在进行步骤5和步骤6时，通过原位测量子系统(5)，对激光刻蚀和打印头喷墨的加工特征进行在线测量，将采集到的光学影像数据传输到后台软件；后台软件通过深度学习算法智能判定加工质量；对各加工工具之间的位置进行标定，再通过运动控制系统对位置参数进行补偿，确保激光刻槽位置和喷墨位置完全重合。3.根据权利要求1所述的基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的方法，其特征在于，所述dlp光机模块(1)的紫外光投射方向垂直向下。4.根据权利要求1所述的基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的方法，其特征在于，所述打印平台x向移动机构(3.2)包括打印平台用连接件(3.2.1)、打印平台用传送带(3.2.2)、打印平台用导轨(3.2.3)和打印平台用电机(3.2.4)；所述打印平台(3.1)的底部与所述打印平台用导轨(3.2.3)滑动连接；所述打印平台(3.1)通过所述打印平台用连接件(3.2.1)与所述打印平台用传送带(3.2.2)固定连接；所述打印平台用电机(3.2.4)与所述打印平台用传送带(3.2.2)连接，用于驱动所述打印平台用传送带(3.2.2)沿x方向运动。5.根据权利要求1所述的基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备的方法，其特征在于，所述复合打印x向移动机构(4.1)包括多打印头用x向导轨(4.1.1)、多打印头控制电机(4.1.2)和多打印头x向传动机构(4.1.3)；所述多打印头控制电机(4.1.2)用于驱动所述多打印头x向传动机构(4.1.3)沿x向移动；所述脉冲式激光器(4.2)、所述脉冲喷墨打印头(4.3)和所述直写式挤出头(4.4)均与所述多打印头x向传动机构(4.1.3)连接固定；所述脉冲式激光器(4.2)、所述脉冲喷墨打印头(4.3)和所述直写式挤出头(4.4)均与所述多打印头用x向导轨(4.1.1)滑动连接。

技术总结
本发明提供一种面向太空环境下打印功能器件的复合制造方法，方法包括：切片，将打印平台移动到目标位置；供铺料；光固化成型；基于激光雕刻对生瓷基底进行微结构加工；金属导电材料的填充，控制打印平台下降一个层厚，然后返回步骤2，进行下一个打印层的复合多材料精细打印，如此不断循环，最终成型得到复杂结构的功能器件。本发明提供一种将光固化工艺、激光制造工艺和喷墨/挤出工艺相结合的新型复合制造方法，解决空间环境打印过程中多工艺混合制造功能器件的打印问题，实现微重力环境下复杂功能器件的高精度在轨制造，最终满足在轨应用的需求。的需求。的需求。


技术研发人员：王功 刘亦飞 张可鑫
受保护的技术使用者：中国科学院空间应用工程与技术中心
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/8/24