一种气溶胶雾化发生装置及增材制造设备的制作方法

1.本发明属于增材制造技术领域，尤其涉及一种气溶胶雾化发生装置及增材制造设备。


背景技术：

2.气溶胶喷射打印技术是近年来新兴的增材制造技术手段，目前多通过压电超声振动的方式，将打印流体材料冲击振动产生纳米级微小气溶胶，再通过气压将微小气溶胶喷射至基材表面沉积成型，实现纳米级厚度和微米级特征打印成型。
3.目前，气溶胶喷射打印技术多采用水溶性材料，因此压电超声振动产生的热量对其而言影响不大，但如果采用以树脂等为粘结剂的流体材料，原料极易在振动件上直接固化，造成雾化效果减弱，甚至雾化失效的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的一个目的是提出一种气溶胶雾化发生装置,以解决现有技术中超声雾化容易导致材料雾化的问题。
5.在一些说明性实施例中，所述气溶胶雾化发生装置，包括：雾化基座，其内配置有雾化室，其上设有与所述雾化室连通的出雾口，其下设有与所述雾化室连通的压缩进气口；设于所述雾化室内的空心圆锥体、空心圆锥套件、以及雾化挡板；所述空心圆锥体为上下开口的中空结构，套设在所述压缩进气口上，并与所述压缩进气口之间形成密闭连通结构，使所述雾化室的底部构成用以盛放流体材料的封闭结构；所述空心圆锥套件为上下开口的中空结构，套设在所述空心圆锥体上，并与所述空心圆锥体之间被配置形成有至少一条用以提供所述流体材料输送的微流道，其底部被配置形成有允许所述流体材料进入所述微流道的进液口；所述雾化挡板，与所述空心圆锥套件的顶端相对设置，用以使被高速气流自所述空心圆锥套件的顶端牵引喷射而出的流体材料通过撞击雾化。
6.在一些可选地实施例中，所述雾化基座的底部设置有补液口，与所述雾化室底部的封闭结构连通。
7.在一些可选地实施例中，所述空心圆锥体与所述雾化基座为一体化结构。
8.在一些可选地实施例中，所述空心圆锥套件与所述雾化挡板为一体化结构。
9.在一些可选地实施例中，所述空心圆锥体与所述空心圆锥套件之间被配置形成有环形微流腔。
10.在一些可选地实施例中，所述流体材料至少包括以树脂作为粘结剂的低温导电浆料。
11.在一些可选地实施例中，所述气溶胶雾化发生装置，还包括：设置于所述雾化基座上，卡持在所述出雾口的镂空挡板，其中心处向所述雾化室延伸形成有用以限制所述雾化挡板位置的凸块。
12.在一些可选地实施例中，所述雾化挡板与所述镂空挡板之间固定连接。
13.在一些可选地实施例中，所述雾化基座外侧设置有用以所述雾化基座固定连接的卡台。
14.本发明的另一个目的在于提出一种增材制造设备，该增材制造设备包括上述中任一项所述的气溶胶雾化发生装置。
15.与现有技术相比，本技术具有如下优势：
16.本技术通过高速气流牵引微流道内的流体材料喷射雾化，再使其撞击雾化挡板实现进一步充分雾化，过程中不存在超声雾化对流体材料的高温影响，可有效的保障气溶胶雾化发生装置的可靠性和稳定性。
附图说明
17.图1是本发明实施例中的气溶胶雾化发生装置的剖视图；
18.图2是本发明实施例中的气溶胶雾化发生装置的俯视图。
具体实施方式
19.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。
21.本发明实施例中公开了一种气溶胶雾化发生装置，具体地，如图1-2所示，图1是本发明实施例中的气溶胶雾化发生装置的剖视图；图2是本发明实施例中的气溶胶雾化发生装置的俯视图。该气溶胶雾化发生装置，包括：雾化基座1，其内配置有雾化室2，其上设有与所述雾化室2连通的出雾口3，其下设有与所述雾化室2连通的压缩进气口4；设于所述雾化室2内的空心圆锥体5、空心圆锥套件6、以及雾化挡板7；所述空心圆锥体5为上下开口的中空结构，套设在所述压缩进气口4上，并与所述压缩进气口4之间形成密闭连通结构，使所述雾化室2的底部构成用以盛放流体材料的封闭结构8；所述空心圆锥套件6为上下开口的中空结构，套设在所述空心圆锥体5上，并与所述空心圆锥体5之间被配置形成有至少一条用以提供所述流体材料输送的微流道9，其底部被配置形成有允许所述流体材料进入所述微流道9的进液口10；所述雾化挡板7，与所述空心圆锥套件6的顶端相对设置，用以使被高速气流自所述空心圆锥套件6的顶端牵引喷射而出的流体材料通过撞击雾化。
22.本发明实施例中的气溶胶雾化发生装置在工作时，高速气流自压缩进气口输入，并顺序进入空心圆锥体，经过空心圆锥体的缩口收拢，最终从空心圆锥体的顶端开口处高速喷射而出，而在这个过程中，会在空心圆锥套件的顶端开口处与底部之间产生压力差，该压力差驱使雾化室底部的流体材料自下而上从微流道中喷射而出，进而在空心圆锥体和空心圆锥套件的开口处形成气液混合体，此时流体材料通过高速气流的牵引已达到一定程度的雾化，然后撞击在喷射方向上的雾化挡板，从而实现流体材料的进一步充分雾化，雾化后所形成的气溶胶最终从雾化室上部的出雾口排出。
23.本技术通过高速气流牵引微流道内的流体材料喷射雾化，再使其撞击雾化挡板实
现进一步充分雾化，过程中不存在超声雾化对流体材料的高温影响，可有效的保障气溶胶雾化发生装置的可靠性和稳定性。另一方面，利用高速气流产生的压力差抽取流体材料、再进行撞击可以充分提升流体材料的雾化效果。
24.在一些实施例中，本发明实施例中的空心圆锥体与空心圆锥套件之间被配置形成有至少一条用以提供所述流体材料输送的微流道，具体可包括：在空心圆锥套件的内壁上开始有一条或多条自下而上的微流槽，在空心圆锥套件与空心圆锥体套接结合后，该微流槽配合空心圆锥体的外壁形成微流道。优选地，对于多条微流槽的情况下，可以均匀环设在空心圆锥套件的内壁上，进而提升雾化均匀性。
25.在另一些实施例中，在空心圆锥套件与空心圆锥体套接结合后，空心圆锥套件的内壁与空心圆锥体的外壁之间留存有一定间隙，从而形成环形微流腔，即相对于微流道均布满空心圆锥套件与空心圆锥体之间的结构设计。
26.其中，本发明实施例中的微流道、微流腔的尺寸大小可以根据实际需要进行设计，至少满足高速气流将流体材料从其中牵引而出即可。
27.在一些实施例中，本发明实施例中的空心圆锥套件的底部被配置形成有允许所述流体材料进入所述微流道的进液口，具体可包括：在空心圆锥套件的底端开设有一个或多个缺口，该缺口可作为允许所述流体材料进入所述微流道的进液口使用。在其它实施例中，空心圆锥套件的底部可以略高于空心圆锥体，从而使两者的底部之间留存一定的空隙，满足流体材料的进入。
28.其中，本发明实施例中的补液口的尺寸大小可以根据实际需要进行设计，至少满足流体材料可以进入微流道或微流腔即可。
29.在一些实施例中，本发明实施例中的空心圆锥体、空心圆锥套件与雾化挡板的中心位于同一条直线上，该结构可以提升雾化效果。
30.进一步地，雾化挡板与空心圆锥套件(包含空心圆锥体)的开口之间存留有一定间距，可以提供气液混合体理想的撞击雾化空间，该距离可以根据高速气流的流速和空心圆锥套件(包含空心圆锥体)开口尺寸而定。优选地，该间距可设置在1-10mm。
31.本发明实施例中的雾化挡板的尺寸面积理论上应至少与空心圆锥套件的开口尺寸相应或略小或略大，以便于完成雾化挡板与喷射出的流体材料的撞击雾化。其中，由于高速气流的作用，从空心圆锥套件的顶端开口处喷射而出流体材料更多的会吸附在高速气流上，高速气流形成气液混合体，因此在一些实施例中，雾化挡板的尺寸面积也可以与空心圆锥体的开口尺寸相应或略大。
32.在一些实施例中，所述雾化基座的底部设置有补液口11，与所述雾化室底部的封闭结构连通。该实施例中通过补液口的设计，可以在气溶胶雾化发生装置工作过程中，持续补给流体材料，而无需停止后重新灌料，提升气溶胶雾化发生装置的自动化性能，同时可以降低雾化室内储料能力的需求，降低气溶胶雾化发生装置的占用空间。
33.在一些实施例中，所述空心圆锥体与所述雾化基座为一体化结构，可通过诸如3d打印或热塑成型；在另一些实施例中，也可以采用分体式的固定连接，并在连接处可设置密封圈提升气密性。
34.在一些实施例中，所述空心圆锥套件与所述雾化挡板为一体化结构，可通过诸如3d打印或热塑成型；在另一些实施例中，也可以采用分体式的固定连接，只要保证雾化挡板
与空心圆锥套件之间的相对位置即可。
35.在一些实施例中，本发明实施例中的流体材料可为用于增材制造的打印材料，可以为导电材料或非导电材料；优选地，该流体材料可为至少包括以树脂作为粘结剂的低温导电浆料，其中低温导电浆料中可包含微米级、微纳米级、纳米级的导电填料。其中，导电填料不限于金、银、铜、铝、液态金属、镍、锌、导电炭黑、碳纳米管等中的一种或多种。
36.在一些实施例中，所述气溶胶雾化发生装置，还包括：设置于所述雾化基座1上，卡持在所述出雾口的镂空挡板12，其中心处向所述雾化室2延伸形成有用以限制所述雾化挡板7位置的凸块。在一些实施例中，所述雾化挡板7与所述镂空挡板12之间可通过诸如螺丝、粘接、卡持等实现固定连接。
37.在一些实施例中，所述雾化基座1外侧设置有用以所述雾化基座1固定连接的卡台13；优选地，卡台13上可设置有用于固定连接的螺纹孔。
38.在一些实施例中，所述雾化基座1的压缩进气口4上设置有进气接头13，用于连接高速气流输送管路；
39.在一些实施例中，所述雾化基座1的补液口11上可设置有进液接头14，用于连接流体材料输送管路。
40.本发明的另一个目的在于提出一种增材制造设备，该增材制造设备包括上述中任一项所述的气溶胶雾化发生装置。
41.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种气溶胶雾化发生装置，其特征在于，包括：雾化基座，其内配置有雾化室，其上设有与所述雾化室连通的出雾口，其下设有与所述雾化室连通的压缩进气口；设于所述雾化室内的空心圆锥体、空心圆锥套件、以及雾化挡板；所述空心圆锥体为上下开口的中空结构，套设在所述压缩进气口上，并与所述压缩进气口之间形成密闭连通结构，使所述雾化室的底部构成用以盛放流体材料的封闭结构；所述空心圆锥套件为上下开口的中空结构，套设在所述空心圆锥体上，并与所述空心圆锥体之间被配置形成有至少一条用以提供所述流体材料输送的微流道，其底部被配置形成有允许所述流体材料进入所述微流道的进液口；所述雾化挡板，与所述空心圆锥套件的顶端相对设置，用以使被高速气流自所述空心圆锥套件的顶端牵引喷射而出的流体材料通过撞击雾化。2.根据权利要求1所述的气溶胶雾化发生装置，其特征在于，所述雾化基座的底部设置有补液口，与所述雾化室底部的封闭结构连通。3.根据权利要求1所述的气溶胶雾化发生装置，其特征在于，所述空心圆锥体与所述雾化基座为一体化结构。4.根据权利要求1所述的气溶胶雾化发生装置，其特征在于，所述空心圆锥套件与所述雾化挡板为一体化结构。5.根据权利要求1所述的气溶胶雾化发生装置，其特征在于，所述空心圆锥体与所述空心圆锥套件之间被配置形成有环形微流腔。6.根据权利要求1所述的气溶胶雾化发生装置，其特征在于，所述流体材料至少包括以树脂作为粘结剂的低温导电浆料。7.根据权利要求1所述的气溶胶雾化发生装置，其特征在于，还包括：设置于所述雾化基座上，卡持在所述出雾口的镂空挡板，其中心处向所述雾化室延伸形成有用以限制所述雾化挡板位置的凸块。8.根据权利要求7所述的气溶胶雾化发生装置，其特征在于，所述雾化挡板与所述镂空挡板之间固定连接。9.根据权利要求7所述的气溶胶雾化发生装置，其特征在于，所述雾化基座外侧设置有用以所述雾化基座固定连接的卡台。10.一种增材制造设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的气溶胶雾化发生装置。

技术总结
本发明公开了一种气溶胶雾化发生装置及增材制造设备，涉及增材制造技术领域；该气溶胶雾化发生装置，包括：雾化基座，其内配置有雾化室，其上设有与雾化室连通的出雾口，其下设有与雾化室连通的压缩进气口；设于雾化室内的套接在压缩进气口上的空心圆锥体、套设在空心圆锥体上的空心圆锥套件、以及与空心圆锥体端部相对设置的雾化挡板；圆锥体与套件之间配置形成有至少一条用以提供流体材料输送的微流道；本申请通过高速气流牵引微流道内的流体材料喷射雾化，再使其撞击雾化挡板实现进一步充分雾化，过程中不存在超声雾化对流体材料的高温影响，可有效的保障气溶胶雾化发生装置的可靠性和稳定性。靠性和稳定性。靠性和稳定性。


技术研发人员：张志桐 康远浩
受保护的技术使用者：北京梦之墨科技有限公司
技术研发日：2023.04.23
技术公布日：2023/7/18