1.一种金属陶瓷异质滤波器增材制造系统,其特征在于,包括计算机(10)、气泵(9)、控制柜(11)、点胶机(12)、增材制造装置(13)和点胶针筒转换装置(14);计算机(10)通过数据线与控制柜(11)相连;气泵(9)和控制柜(11)的输出端相连;点胶机(12)输入端分别与气泵(9)、控制柜(11)的输出端相连,点胶机(12)输出端与点胶针筒转换装置(14)的气管(26)相连接;增材制造装置(13)与控制柜(11)输出端相连,点胶针筒转换装置(14)固定在增材制造装置(13)中,增材制造装置(13)用于控制点胶针筒转换装置(14)移动;
点胶针筒转换装置(14)包括转换装置(17)、气管伸缩装置(24)和气管螺纹直通接头控制装置(25);气管伸缩装置(24)和气管螺纹直通接头控制装置(25)位于顶部连接板(15)上;钢管支撑结构(16)垂直焊接在顶部连接板(15)下方,钢管支撑结构(16)下端与转换装置(17)的转换支座(38)焊接在一起,钢管支撑结构(16)下端位于转换支座(38)的中心,钢管支撑结构(16)与转换支座(38)之间的夹角为60°;第一电机(18)焊接在顶部连接板(15)上,第一电机(18)的输出端固定连接有第一齿轮(19);第二齿轮(20)与转换装置(17)的转换器(40)焊接在一起,转换器(40)位于第二齿轮(20)的内部;第一齿轮(19)与第二齿轮(20)啮合。
2.根据权利要求1所述的金属陶瓷异质滤波器增材制造系统,其特征在于,所述转换装置(17)包括转换支座(38),转换支座(38)的中心和转换器(40)的中心通过转换器螺钉(42)连接,转换器螺钉(42)与转换支座(38)之间为螺纹连接;表面光滑的圆筒状调节螺母(41)套设于转换器螺钉(42)外壁并位于转换器(40)中心处开设的圆柱状凹槽中;转换器螺钉(42)的头部大于调节螺母(41)的内径且小于调节螺母(41)的外径;第二钢球(46)安装在调节螺母(41)上远离转换器螺钉(42)头部的一端顶部凹槽中并且与转换器(40)内部光滑接触;转换器螺钉(42)与转换器(40)之间接触的部分为光滑接触;一圈第一钢球(39)位于转换支座(38)和转换器(40)之间的环形凹槽中;位于转换器(40)的半球形表面的第一点胶针筒(21)、第二点胶针筒(22)、第三点胶针筒(23)处于同一平面且点胶针筒之间构成一个等边三角形,位于转换装置(17)的最下方的点胶针筒与钢管支撑结构(16)成一条直线。
3.根据权利要求1所述的金属陶瓷异质滤波器增材制造系统,其特征在于,所述气管伸缩装置(24)包括固定支架(33),固定支架(33)固定在顶部连接板(15)上;张紧调节机构(31)的一端和固定支架(33)通过圆销相连,张紧调节机构(31)另一端通过紧定螺钉(35)连接压缩弹簧(37)控制张紧,压缩弹簧(37)另一端固定在固定支架(33)侧面凸出的平台上;V型槽滚轮(32)的转轴和张紧调节机构(31)转动连接,V型槽滚轮(32)位于张紧调节机构(31)的正下方;V型槽滚轮(32)的输入端为和第三电机(36)输出端的第四齿轮(34)相啮合的齿轮,第三电机(36)固定在顶部连接板(15)上;气管(26)竖直穿过顶部连接板(15)和固定支架(33),气管(26)紧贴V型槽滚轮(32)输出端的V型槽。
4.根据权利要求1所述的金属陶瓷异质滤波器增材制造系统,其特征在于,所述气管螺纹直通接头控制装置(25)包括第二电机(30),第二电机(30)固定在顶部连接板(15)上;直齿条(27)与第二电机(30)输出端的第三齿轮(28)啮合;直齿条(27)、小圆管(43)和气管螺纹直通接头压板(44)依次焊接在一起;小圆管(43)安装在钢管支撑结构(16)内部的通孔中,可以在钢管支撑结构(16)内部上下滑动;小圆管(43)位于转换装置(17)的转换器(40)内部的一端焊接有气管螺纹直通接头压板(44),小圆管(43)另一端焊接有直齿条(27);压板(29)固定安装在直齿条(27)远离小圆管(43)的一端,防止第二电机(30)带动直齿条(27)转动时超出直齿条(27)的边缘;气管(26)依次穿过小圆管(43)、气管螺纹直通接头压板(44)、气管螺纹直通接头(45),最终和任一点胶针筒相连;气管螺纹直通接头(45)穿过转换器(40),气管螺纹直通接头(45)露出转换器(40)的一端设有固定安装点胶针筒的内螺纹,气管螺纹直通接头(45)另一端是一个挤压卡口,气管螺纹直通接头(45)的挤压卡口与气管螺纹直通接头压板(44)之间的距离为1‑2mm。
5.根据权利要求1所述的金属陶瓷异质滤波器增材制造系统,其特征在于,所述计算机(10)中设置有轨迹数据生成模块(7)和工艺参数调整模块(8);
所述轨迹数据生成模块(7)用于生成层数层高数据、单层控制点轨迹数据并传输至增材制造装置(13),以调整点胶针筒的位移;
所述工艺参数调整模块(8)在控制柜(11)的作用下用于调整以下参数:气体排放间隙、挤出压力、点胶针筒转换间隔、挤压卡口按压、气管(26)的伸缩长度。
6.一种如权利要求1‑5任一项所述的金属陶瓷异质滤波器增材制造系统的金属陶瓷异质滤波器增材制造方法,其特征在于,按照以下步骤进行:步骤一:使用计算机(10)绘制金属陶瓷异质滤波器的三维图形,使用轨迹数据生成模块(7)将金属陶瓷异质滤波器3D模型分层,得到金属陶瓷异质滤波器分层模型和层数层高数据,生成单层控制点轨迹数据;金属陶瓷异质滤波器的层数层高数据,是由金属陶瓷异质滤波器3D模型分层后的金属陶瓷异质滤波器分层模型得出的,单层控制点轨迹数据是由金属陶瓷异质滤波器单层增材轨迹和金属陶瓷异质滤波器边界数据得出的;
步骤二:配置三种所需要的浆料:
首先调配用于滤波器腔体的陶瓷浆料,陶瓷浆料含有分散剂、粘结剂、陶瓷粉和溶剂,陶瓷粉是直径分别为2μm和0.5μm的氧化铝粉按7:3的质量比配制;以陶瓷粉的总重量为基准,分散剂使用聚丙烯酸铵,含量为0.5wt%,粘结剂使用卡拉胶,含量为0.5wt%,溶剂选用去离子水,通过球磨机混合均匀,并用超声波清洗机超声处理,制备出47vol%固相含量的氧化铝浆料,放入第一点胶针筒(21)中;
过渡层浆料是在陶瓷浆料的基础上加入TiN(B)粉末材料,陶瓷浆料和TiN(B)粉末的体积比的比例是95:5,通过超声波清洗机超声搅拌混合均匀,放入第二点胶针筒(22)中;
最外层金属浆料使用TiN(B)粉末、分散剂和溶剂,以TiN(B)粉的总重量为基准,分散剂使用聚丙烯酸铵,含量为20wt%,溶剂使用去离子水,通过超声搅拌混合均匀,制备出45vol%固相含量的金属浆料,放入第三点胶针筒(23)中;
步骤三:控制柜(11)通过计算机(10)设定好的程序控制增材制造装置(13)移动到陶瓷浆料增材区域(1)的增材制造开始点(4),控制柜(11)控制第一电机(18)带动转换装置(17)转换到装有陶瓷浆料的第一点胶针筒(21),气管伸缩装置(24)控制气管(26)向下伸入第一点胶针筒(21)中;
步骤四:控制柜(11)控制气泵(9)产生气体压力作为动力,再通过点胶机(12)控制气体的压力大小与释放间隔,推动第一点胶针筒(21)内的活塞,将预先配制好的浆料从点胶针头中挤出,进行第一层滤波器腔体的打印;
步骤五:陶瓷浆料增材区域(1)的增材制造结束点是过渡层浆料增材区域(2)制造的起始点,即陶瓷浆料与过渡层浆料切换点(5);通过控制柜(11)控制气体关闭,再控制气管螺纹直通接头控制装置(25),向下移动按压气管螺纹直通接头(45),控制气管伸缩装置(24)向上拔出气管(26),气管螺纹直通接头控制装置(25)向上抬升,转换装置(17)旋转更换为装有过渡层浆料的第二点胶针筒(22);控制气管螺纹直通接头控制装置(25),向下移动按压气管螺纹直通接头(45),气管伸缩装置(24)控制气管(26)向下伸入第二点胶针筒(22)中,打开气体,进行第一层过渡层的打印;
步骤六:过渡层浆料增材区域(2)制造结束点是金属层浆料增材区域(3)制造的起始点,即过渡层浆料与金属层浆料切换点(6);通过控制柜(11)控制气体关闭,再控制气管螺纹直通接头控制装置(25),向下按压气管螺纹直通接头(45),控制气管伸缩装置(24)向上拔出气管(26),气管螺纹直通接头控制装置(25)向上抬升,转换装置(17)旋转120°更换为装有金属层浆料的第三点胶针筒(23),气管伸缩装置(24)控制气管(26)向下伸入第三点胶针筒(23)中,打开气体,进行第一层最外层金属层浆料增材区域(3)的打印;
步骤七:计算机(10)发出指令控制增材制造装置(13)向上移动,并回到上一层的增材制造开始点(4)处,然后重复上述步骤三~步骤六,逐层打印,层层堆积,直到最终获得整个零件生坯;
步骤八:将打印好的生坯放在烧结炉中,在1700℃下烧结,并保温2h,得到金属陶瓷异质滤波器。