1.本發(fā)明屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金屬陶瓷異質(zhì)濾波器增材制造系統(tǒng)及制造方法。


背景技術(shù)：

2.濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。金屬腔體濾波器是由金屬作為腔體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部填充空氣，電磁波在金屬腔體中振蕩，諧振頻率的電磁波得以保留，其余頻率的電磁波在振蕩中耗散掉，從而得到所需要的信號，廣泛應(yīng)用于蜂窩移動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信基站、電視衛(wèi)星接收系統(tǒng)、衛(wèi)星通信和雷達(dá)系統(tǒng)中。
3.金屬腔體濾波器，擁有較高的q值，工藝技術(shù)較為成熟，但是缺點也是十分的明顯：1.體積較大，不利于安裝和運輸，成本也相應(yīng)提高；2.相對介電常數(shù)較?。?.溫度穩(wěn)定性差，插入損耗大，是國內(nèi)3g/4g濾波器的主流選擇。隨著無線通信相關(guān)領(lǐng)域特別是5g通信技術(shù)的發(fā)展，市場要求濾波器具有低損耗，高抑制，大功率，體積小等特點，傳統(tǒng)的金屬腔體濾波器顯然不適用于5g通信技術(shù)，人們逐漸用其他材料來代替金屬制作濾波器，陶瓷是一種高介電常數(shù)的材料，用于濾波器上，可以增大其介電常數(shù)，縮小濾波器體積，降低成本，因此基于陶瓷介質(zhì)的濾波器是目前小型化濾波器研究方向之一。
4.現(xiàn)如今的陶瓷介質(zhì)濾波器生產(chǎn)方法主要為干壓成型法和流延成型法，干壓成型是將粉料加入少量粘合劑進(jìn)行造粒，然后裝入模具中，在壓力機(jī)上加壓，使粉粒在模具內(nèi)相互靠近，并借內(nèi)摩擦力牢固地結(jié)合，形成一定形狀的坯體，然后在燒制成型。干壓成型的缺點有：1.干壓時粉料容易團(tuán)聚，坯體厚度大時內(nèi)部密度不均勻，坯體強(qiáng)度低，制備精度不夠高，組織結(jié)構(gòu)的均勻性相對較差；2.工藝復(fù)雜，需要專用設(shè)備和配套模具，制品形狀可控精度差，且對模具質(zhì)量要求高，復(fù)雜形狀的部件模具設(shè)計較困難，生產(chǎn)成本相應(yīng)增大；3.不適合無金屬腔體的介質(zhì)濾波器。流延成型是把粉碎好的粉料與有機(jī)塑化劑溶液按適當(dāng)配比混合制成具有一定黏度的料漿，料漿從容器中流下，被刮刀以一定厚度刮壓涂敷在專用基帶上，經(jīng)干燥、固化后剝離成為生坯帶的薄膜，然后根據(jù)成品的尺寸和形狀需要對生坯帶作沖切、層合等加工處理，然后在燒制成型。流延成型的缺點有：1.蒸發(fā)速度低，所需的粘結(jié)劑濃度高，陶瓷粉末容易團(tuán)聚；2.工藝相對復(fù)雜，漿料對工藝參數(shù)變化敏感，不易成型表面致密光滑的陶瓷膜，生產(chǎn)方式不夠靈活；3.坯體結(jié)合不充分，干燥易起泡易開裂，脆性大，易彎曲變形，生坯帶加工較困難；4.成品結(jié)構(gòu)簡單，復(fù)雜結(jié)構(gòu)加工較困難，不適合制作有金屬腔體的介質(zhì)濾波器。
5.陶瓷介質(zhì)濾波器生產(chǎn)過程中最大的困難是表面金屬化，其工藝的好壞，決定著濾波器的品質(zhì)因數(shù)、可靠性、焊接性能等關(guān)鍵性能指標(biāo)，進(jìn)而影響濾波器的良品率。目前，通過干壓成型和流延成型形成的陶瓷濾波器其表面金屬化的方法主要包括絲網(wǎng)印刷燒結(jié)法、電鍍法、真空蒸鍍法、磁控濺射法，這些方法存在的問題有：1.絲網(wǎng)印刷燒結(jié)法只能針對比較平面的產(chǎn)品，如果是有些凹凸的話就完全解決不了，很難進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的表面金屬化工藝；2.絲網(wǎng)印刷燒結(jié)法工藝流程長，制版、出菲林必不可少，成本非常高，無法進(jìn)行小批量的生
產(chǎn)。3.電鍍法會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水和廢氣，對環(huán)境有一定的影響；4.電鍍法的設(shè)備復(fù)雜，成本也偏高，只適合部分非金屬和大部分金屬且金屬層與陶瓷的結(jié)合力相對較弱；5.真空蒸鍍法不能控制厚度，蒸鍍的膜中心點厚，四周??；真空蒸鍍法不適用于高溶點材料，如鉬，鎢等，因為溶點高,蒸發(fā)太慢；6.真空蒸鍍法需要在高溫和真空環(huán)境中實現(xiàn)，不適應(yīng)大規(guī)模的生產(chǎn)且附著力較差，要保證真空蒸鍍的附著力，均需后續(xù)進(jìn)行特殊的噴涂處理；7.磁控濺射法靶材的利用率不高，磁控濺射靶的濺射溝槽一旦穿透靶材，就會導(dǎo)致整塊靶材報廢；8.等離子體不穩(wěn)定，不能實現(xiàn)強(qiáng)磁性材料的低溫高速濺射。
6.無模直寫成型技術(shù)（direct ink writing，diw）是3d打印方法中的一種。使用solid works等三維程序繪制3d模型，保存為stl文件對模型進(jìn)行切片處理，將信息傳送給3d打印機(jī)進(jìn)行打印，以氣體壓力作為動力推動點膠針筒中的活塞，將預(yù)先配制的漿料從點膠針頭中擠出，按照預(yù)定程序在底板上逐層打印，層層堆積，將虛擬模型變?yōu)榭臻g構(gòu)件。無模直寫成型技術(shù)相比于其他制備陶瓷的技術(shù)具有如下優(yōu)點：1.可以配制出分散性好、固相含量高的陶瓷漿料，且固相含量在一定范圍內(nèi)可以調(diào)控，保證構(gòu)件的均勻性以及可以控制的致密度。2.點膠針頭的直徑可達(dá)到0.3mm，精度可控度高，構(gòu)件的大小及形狀可靈活設(shè)計。3.設(shè)備簡單，操作方便，成本低廉。但直寫成型裝置一般使用一個擠出頭進(jìn)行漿料打印，也有多擠出頭式直寫成型裝置，像專利申請?zhí)?01720600553.x，他們設(shè)計了一種雙擠出頭陶泥3d打印機(jī)，它是每個料筒分別安裝一個從電機(jī)到活塞的擠出裝置從而實現(xiàn)同時進(jìn)行多種漿料的打印，若要通過直寫成型技術(shù)打印金屬陶瓷異質(zhì)濾波器就需要設(shè)計一個可用于打印多種漿料的直寫成型裝置。直寫成型的漿料有嚴(yán)格的要求，既不能黏度過大導(dǎo)致漿料無法擠出，又需要漿料在擠出后能夠快速成型且具有一定的強(qiáng)度，所以漿料的制備也是直寫打印的一個難點。
7.因此，需要發(fā)明一種高效率、高質(zhì)量、低成本的制造系統(tǒng)及制造方法，從而實現(xiàn)零部件的分區(qū)域增材制造、單質(zhì)增材制造或是異質(zhì)增材制造的能力，來實現(xiàn)金屬陶瓷異質(zhì)濾波器生坯的快速生產(chǎn)。


技術(shù)實現(xiàn)要素：

8.為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種金屬陶瓷異質(zhì)濾波器增材制造系統(tǒng)及制造方法，解決了金屬陶瓷異質(zhì)濾波器成型效率低的問題，制備的金屬陶瓷異質(zhì)濾波器精度高、表面金屬層附著力好、可焊性高；該系統(tǒng)能進(jìn)行陶瓷單質(zhì)直寫成型、金屬單質(zhì)直寫成型和金屬陶瓷異質(zhì)直寫成型，制備工藝簡單、成型效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、成本低。
9.為實現(xiàn)上述目的中的至少其中一個，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種金屬陶瓷異質(zhì)濾波器增材制造系統(tǒng)，包括計算機(jī)、氣泵、控制柜、點膠機(jī)、增材制造裝置和點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置；計算機(jī)通過數(shù)據(jù)線與控制柜相連；氣泵和控制柜的輸出端相連；點膠機(jī)輸入端分別與氣泵、控制柜的輸出端相連，點膠機(jī)輸出端與點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置的氣管相連接；增材制造裝置與控制柜輸出端相連，點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置固定在增材制造裝置中，增材制造裝置用于控制點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置移動；點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置包括轉(zhuǎn)換裝置、氣管伸縮裝置和氣管螺紋直通接頭控制裝置；氣管伸縮裝置和氣管螺紋直通接頭控制裝置位于頂部連接板上；鋼管支撐結(jié)構(gòu)垂直焊接在頂部連接板下方，鋼管支撐結(jié)構(gòu)下端與轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換支座焊接在一起，鋼管支撐結(jié)構(gòu)下
端位于轉(zhuǎn)換支座的中心，鋼管支撐結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)換支座之間的夾角為60
°
；第一電機(jī)焊接在頂部連接板上，第一電機(jī)的輸出端固定連接有第一齒輪；第二齒輪與轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換器焊接在一起，轉(zhuǎn)換器位于第二齒輪的內(nèi)部；第一齒輪與第二齒輪嚙合。
10.進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)換裝置包括轉(zhuǎn)換支座，轉(zhuǎn)換支座的中心和轉(zhuǎn)換器的中心通過轉(zhuǎn)換器螺釘連接，轉(zhuǎn)換器螺釘與轉(zhuǎn)換支座之間為螺紋連接；表面光滑的圓筒狀調(diào)節(jié)螺母套設(shè)于轉(zhuǎn)換器螺釘外壁并位于轉(zhuǎn)換器中心處開設(shè)的圓柱狀凹槽中；轉(zhuǎn)換器螺釘?shù)念^部大于調(diào)節(jié)螺母的內(nèi)徑且小于調(diào)節(jié)螺母的外徑；第二鋼球安裝在調(diào)節(jié)螺母上遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)換器螺釘頭部的一端頂部凹槽中并且與轉(zhuǎn)換器內(nèi)部光滑接觸；轉(zhuǎn)換器螺釘與轉(zhuǎn)換器之間接觸的部分為光滑接觸；一圈第一鋼球位于轉(zhuǎn)換支座和轉(zhuǎn)換器之間的環(huán)形凹槽中；位于轉(zhuǎn)換器的半球形表面的第一點膠針筒、第二點膠針筒、第三點膠針筒處于同一平面且點膠針筒之間構(gòu)成一個等邊三角形，位于轉(zhuǎn)換裝置的最下方的點膠針筒與鋼管支撐結(jié)構(gòu)成一條直線。
11.進(jìn)一步，所述氣管伸縮裝置包括固定支架，固定支架固定在頂部連接板上；張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的一端和固定支架通過圓銷相連，張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)另一端通過緊定螺釘連接壓縮彈簧控制張緊，壓縮彈簧另一端固定在固定支架側(cè)面凸出的平臺上；v型槽滾輪的轉(zhuǎn)軸和張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動連接，v型槽滾輪位于張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的正下方；v型槽滾輪的輸入端為和第三電機(jī)輸出端的第四齒輪相嚙合的齒輪，第三電機(jī)固定在頂部連接板上；氣管豎直穿過頂部連接板和固定支架，氣管緊貼v型槽滾輪輸出端的v型槽。
12.進(jìn)一步地，所述氣管螺紋直通接頭控制裝置包括第二電機(jī)，第二電機(jī)固定在頂部連接板上；直齒條與第二電機(jī)輸出端的第三齒輪嚙合；直齒條、小圓管和氣管螺紋直通接頭壓板依次焊接在一起；小圓管安裝在鋼管支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部的通孔中，可以在鋼管支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部上下滑動；小圓管位于轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的一端焊接有氣管螺紋直通接頭壓板，小圓管另一端焊接有直齒條；壓板固定安裝在直齒條遠(yuǎn)離小圓管的一端，防止第二電機(jī)帶動直齒條轉(zhuǎn)動時超出直齒條的邊緣；氣管依次穿過小圓管、氣管螺紋直通接頭壓板、氣管螺紋直通接頭，最終和任一點膠針筒相連；氣管螺紋直通接頭穿過轉(zhuǎn)換器，氣管螺紋直通接頭露出轉(zhuǎn)換器的一端設(shè)有固定安裝點膠針筒的內(nèi)螺紋，氣管螺紋直通接頭另一端是一個擠壓卡口，氣管螺紋直通接頭的擠壓卡口與氣管螺紋直通接頭壓板之間的距離為1
?
2mm。
13.進(jìn)一步地，所述計算機(jī)中設(shè)置有軌跡數(shù)據(jù)生成模塊和工藝參數(shù)調(diào)整模塊；所述軌跡數(shù)據(jù)生成模塊用于生成層數(shù)層高數(shù)據(jù)、單層控制點軌跡數(shù)據(jù)并傳輸至增材制造裝置，以調(diào)整點膠針筒的位移；所述工藝參數(shù)調(diào)整模塊在控制柜的作用下用于調(diào)整以下參數(shù)：氣體排放間隙、擠出壓力、點膠針筒轉(zhuǎn)換間隔、擠壓卡口按壓、氣管的伸縮長度。
14.本發(fā)明還提供了一種金屬陶瓷異質(zhì)濾波器增材制造方法，按照以下步驟進(jìn)行：步驟一：使用計算機(jī)繪制金屬陶瓷異質(zhì)濾波器的三維圖形，使用軌跡數(shù)據(jù)生成模塊將金屬陶瓷異質(zhì)濾波器3d模型分層，得到金屬陶瓷異質(zhì)濾波器分層模型和層數(shù)層高數(shù)據(jù)，生成單層控制點軌跡數(shù)據(jù)；金屬陶瓷異質(zhì)濾波器的層數(shù)層高數(shù)據(jù)，是由金屬陶瓷異質(zhì)濾波器3d模型分層后的金屬陶瓷異質(zhì)濾波器分層模型得出的，單層控制點軌跡數(shù)據(jù)是由金屬陶瓷異質(zhì)濾波器單層增材軌跡和金屬陶瓷異質(zhì)濾波器邊界數(shù)據(jù)得出的；步驟二：配置三種所需要的漿料：首先調(diào)配用于濾波器腔體的陶瓷漿料，陶瓷漿料含有分散劑、粘結(jié)劑、陶瓷粉和溶劑，陶瓷粉是直徑分別為2μm和0.5μm的氧化鋁粉按7：3的質(zhì)量比配制；以陶瓷粉的總重量為
基準(zhǔn)，分散劑使用聚丙烯酸銨，含量為0.5wt％，粘結(jié)劑使用卡拉膠，含量為0.5wt%，溶劑選用去離子水，通過球磨機(jī)混合均勻，并用超聲波清洗機(jī)超聲處理，制備出47vol%固相含量的氧化鋁漿料，放入第一點膠針筒中；過渡層漿料是在陶瓷漿料的基礎(chǔ)上加入tin(b)粉末材料，陶瓷漿料和tin(b)粉末的體積比的比例是95：5，通過超聲波清洗機(jī)超聲攪拌混合均勻，放入第二點膠針筒中；最外層金屬漿料使用tin(b)粉末、分散劑和溶劑，以tin(b)粉的總重量為基準(zhǔn)，分散劑使用聚丙烯酸銨，含量為20wt%，溶劑使用去離子水，通過超聲攪拌混合均勻，制備出45vol%固相含量的金屬漿料，放入第三點膠針筒中；步驟三：控制柜通過計算機(jī)設(shè)定好的程序控制增材制造裝置移動到陶瓷漿料增材區(qū)域的增材制造開始點，控制柜控制第一電機(jī)帶動轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換到裝有陶瓷漿料的第一點膠針筒，氣管伸縮裝置控制氣管向下伸入第一點膠針筒中；步驟四：控制柜控制氣泵產(chǎn)生氣體壓力作為動力，再通過點膠機(jī)控制氣體的壓力大小與釋放間隔，推動第一點膠針筒內(nèi)的活塞，將預(yù)先配制好的漿料從點膠針頭中擠出，進(jìn)行第一層濾波器腔體的打??；步驟五：陶瓷漿料增材區(qū)域的增材制造結(jié)束點是過渡層漿料增材區(qū)域制造的起始點，即陶瓷漿料與過渡層漿料切換點；通過控制柜控制氣體關(guān)閉，再控制氣管螺紋直通接頭控制裝置，向下移動按壓氣管螺紋直通接頭，控制氣管伸縮裝置向上拔出氣管，氣管螺紋直通接頭控制裝置向上抬升，轉(zhuǎn)換裝置旋轉(zhuǎn)更換為裝有過渡層漿料的第二點膠針筒；控制氣管螺紋直通接頭控制裝置，向下移動按壓氣管螺紋直通接頭，氣管伸縮裝置控制氣管向下伸入第二點膠針筒中，打開氣體，進(jìn)行第一層過渡層的打?。徊襟E六：過渡層漿料增材區(qū)域制造結(jié)束點是金屬層漿料增材區(qū)域制造的起始點，即過渡層漿料與金屬層漿料切換點；通過控制柜控制氣體關(guān)閉，再控制氣管螺紋直通接頭控制裝置，向下按壓氣管螺紋直通接頭，控制氣管伸縮裝置向上拔出氣管，氣管螺紋直通接頭控制裝置向上抬升，轉(zhuǎn)換裝置旋轉(zhuǎn)120
°
更換為裝有金屬層漿料的第三點膠針筒，氣管伸縮裝置控制氣管向下伸入第三點膠針筒中，打開氣體，進(jìn)行第一層最外層金屬層漿料增材區(qū)域的打印；步驟七：計算機(jī)發(fā)出指令控制增材制造裝置向上移動，并回到上一層的增材制造開始點處，然后重復(fù)上述步驟三～步驟六，逐層打印，層層堆積，直到最終獲得整個零件生坯；步驟八：將打印好的生坯放在燒結(jié)爐中，在1700℃下燒結(jié)，并保溫2h，得到金屬陶瓷異質(zhì)濾波器。
15.本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明可以實現(xiàn)單質(zhì)增材和異質(zhì)增材，即漿料相同時，可以實現(xiàn)單質(zhì)增材；漿料不同時可以實現(xiàn)異質(zhì)增材，解決了傳統(tǒng)無模直寫成型技術(shù)無法同時進(jìn)行金屬陶瓷異質(zhì)增材的問題。
16.2.本發(fā)明制備的金屬陶瓷異質(zhì)濾波器工藝簡單、生產(chǎn)周期短、成本低、成型質(zhì)量好，成品精度高。
附圖說明
17.為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述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(lǐng)域普通技術(shù)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。
18.圖1為本發(fā)明實施例金屬陶瓷異質(zhì)濾波器制造系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
19.圖2為本發(fā)明實施例點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
20.圖3為本發(fā)明實施例氣管螺紋直通接頭控制裝置和氣管伸縮裝置位置關(guān)系圖。
21.圖4為本發(fā)明實施例轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)圖。
22.圖5為本發(fā)明實施例氣管伸縮裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
23.圖6為本發(fā)明實施例氣管螺紋直通接頭控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
24.圖7為本發(fā)明實施例計算機(jī)內(nèi)部模塊圖。
25.圖8為本發(fā)明實施例金屬陶瓷異質(zhì)濾波器結(jié)構(gòu)俯視圖。
26.圖9為本發(fā)明實施例金屬陶瓷異質(zhì)濾波器單層增材軌跡。
27.圖10為本發(fā)明實施例金屬陶瓷異質(zhì)濾波器燒結(jié)后的實物圖。
28.圖11為本發(fā)明實施例的在20μm和50μm大小電子顯微鏡下濾波器陶瓷燒結(jié)后的照片。
29.圖12為本發(fā)明實施例濾波器不同頻率下的s參數(shù)和相位特性。
30.圖中，1.陶瓷漿料增材區(qū)域，2.過渡層漿料增材區(qū)域，3.金屬層漿料增材區(qū)域，4.增材制造開始點，5.陶瓷漿料與過渡層漿料切換點，6.過渡層漿料與金屬層漿料切換點，7.軌跡數(shù)據(jù)生成模塊，8.工藝參數(shù)調(diào)整模塊，9.氣泵，10.計算機(jī)，11.控制柜，12.點膠機(jī)，13.增材制造裝置，14.點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置，15.頂部連接板，16.鋼管支撐結(jié)構(gòu)，17.轉(zhuǎn)換裝置，18.第一電機(jī)，19.第一齒輪，20第二齒輪，21.第一點膠針筒，22.第二點膠針筒，23.第三點膠針筒，24.氣管伸縮裝置，25.氣管螺紋直通接頭控制裝置，26.氣管，27.直齒條，28.第三齒輪，29.壓板，30.第二電機(jī)，31.張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，32.v型槽滾輪，33.固定支架，34.第四齒輪，35.緊定螺釘，36.第三電機(jī)，37.壓縮彈簧，38.轉(zhuǎn)換支座，39.第一鋼球，40.轉(zhuǎn)換器，41.調(diào)節(jié)螺母，42.轉(zhuǎn)換器螺釘，43.小圓管，44.氣管螺紋直通接頭壓板，45.氣管螺紋直通接頭，46.第二鋼球。
具體實施方式
31.下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(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(hù)的范圍。
32.如圖1所示，本發(fā)明提供了一種金屬陶瓷異質(zhì)濾波器增材制造系統(tǒng)，包括：計算機(jī)10、氣泵9、控制柜11、點膠機(jī)12、增材制造裝置13和點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置14；計算機(jī)10通過數(shù)據(jù)線與控制柜11相連，控制柜11將計算機(jī)10發(fā)出的指令傳遞給相應(yīng)裝置并轉(zhuǎn)換為動作指令；氣泵9和控制柜11的輸出端相連，控制柜11控制氣泵9產(chǎn)生氣體壓力作為動力；點膠機(jī)12輸入端分別與氣泵9、控制柜11的輸出端相連，點膠機(jī)12輸出端與點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置14的氣
管26相連接，點膠機(jī)12控制氣體的壓力大小與釋放間隔，推動點膠針筒內(nèi)的活塞，將預(yù)先配制好的漿料從點膠針頭中擠出，進(jìn)行打印；增材制造裝置13與控制柜11輸出端相連，點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置14固定在增材制造裝置13中，增材制造裝置13用于控制點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置14移動。
33.點膠針筒轉(zhuǎn)換裝置14結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括轉(zhuǎn)換裝置17、氣管伸縮裝置24和氣管螺紋直通接頭控制裝置25；氣管伸縮裝置24和氣管螺紋直通接頭控制裝置25位于頂部連接板15上，其位置如圖3所示，用于共同實現(xiàn)氣管26的伸縮；鋼管支撐結(jié)構(gòu)16垂直焊接在頂部連接板15下方，鋼管支撐結(jié)構(gòu)16下端與轉(zhuǎn)換裝置17的轉(zhuǎn)換支座38焊接在一起，鋼管支撐結(jié)構(gòu)16下端位于轉(zhuǎn)換支座38的中心，鋼管支撐結(jié)構(gòu)16與轉(zhuǎn)換支座38之間的夾角為60
°
；第一電機(jī)18焊接在頂部連接板15上，第一電機(jī)18的輸出端固定連接有第一齒輪19；第二齒輪20與轉(zhuǎn)換裝置17的轉(zhuǎn)換器40焊接在一起，轉(zhuǎn)換器40位于第二齒輪20的內(nèi)部；第一齒輪19與第二齒輪20嚙合，第一齒輪19在第一電機(jī)18的作用下可以帶動第二齒輪20進(jìn)而帶動裝有多個點膠針筒的轉(zhuǎn)換器40轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)點膠針筒的轉(zhuǎn)換。其中第一齒輪19模數(shù)為1.75，齒數(shù)為15；第二齒輪20模數(shù)為1.75，齒數(shù)為120，第一齒輪19和第二齒輪20的齒數(shù)比為1:8。
34.轉(zhuǎn)換裝置17的結(jié)構(gòu)如圖4所示，轉(zhuǎn)換支座38的中心和轉(zhuǎn)換器40的中心通過轉(zhuǎn)換器螺釘42連接，轉(zhuǎn)換器螺釘42與轉(zhuǎn)換支座38之間為螺紋連接；表面光滑的圓筒狀調(diào)節(jié)螺母41套設(shè)于轉(zhuǎn)換器螺釘42外壁并位于轉(zhuǎn)換器40中心處開設(shè)的圓柱狀凹槽中；轉(zhuǎn)換器螺釘42的頭部直徑大于調(diào)節(jié)螺母41的內(nèi)徑且小于調(diào)節(jié)螺母41的外徑；第二鋼球46安裝在調(diào)節(jié)螺母41上遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)換器螺釘42頭部的一端頂部凹槽中并且與轉(zhuǎn)換器40內(nèi)部光滑接觸，第二鋼球46可以在頂部凹槽內(nèi)自由滾動；轉(zhuǎn)換器螺釘42與轉(zhuǎn)換器40之間接觸的部分為光滑接觸，保證轉(zhuǎn)換器40可以以轉(zhuǎn)換器螺釘42為中心自轉(zhuǎn)；一圈第一鋼球39位于轉(zhuǎn)換支座38和轉(zhuǎn)換器40之間的環(huán)形凹槽中；工作時通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器螺釘42可以調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺母41的松緊，進(jìn)而使轉(zhuǎn)換器40中環(huán)形凹槽中第一鋼球39與轉(zhuǎn)換支座38接觸，從而可以保證轉(zhuǎn)換器40可以繞其中心的轉(zhuǎn)換器螺釘42旋轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)換器40的第一鋼球39與轉(zhuǎn)換支座38分離時便于進(jìn)行損壞的鋼球的更換，同時氣管26無法插入點膠針筒中，整個增材制造系統(tǒng)無法正常工作。
35.位于轉(zhuǎn)換器40的半球形表面的第一點膠針筒21、第二點膠針筒22、第三點膠針筒23處于同一平面且點膠針筒之間構(gòu)成一個等邊三角形，位于轉(zhuǎn)換裝置17的最下方的點膠針筒與鋼管支撐結(jié)構(gòu)16成一條直線，以保證轉(zhuǎn)換器40每旋轉(zhuǎn)60
°
，就有一個點膠針筒位于轉(zhuǎn)換裝置17的最下方并且該點膠針筒與鋼管支撐結(jié)構(gòu)16成一條直線。
36.氣管伸縮裝置24結(jié)構(gòu)如圖5所示，包括固定支架33，固定支架33固定在頂部連接板15上；張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31的一端和固定支架33通過圓銷相連，張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31另一端通過緊定螺釘35連接壓縮彈簧37控制張緊，壓縮彈簧37另一端固定在固定支架33側(cè)面凸出的平臺上；v型槽滾輪32的轉(zhuǎn)軸和張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31轉(zhuǎn)動連接，v型槽滾輪32位于張緊調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31的正下方；v型槽滾輪32的輸入端為和第三電機(jī)36輸出端的第四齒輪34相嚙合的齒輪，第三電機(jī)36固定在頂部連接板15上；氣管26豎直穿過頂部連接板15和固定支架33，氣管26緊貼v型槽滾輪32輸出端的v型槽；當(dāng)壓縮彈簧37放松時v型槽滾輪32向右上方移動，擠壓氣管26，氣管26卡在v型槽滾輪32輸出端的v型槽中，第三電機(jī)36帶動v型槽滾輪32轉(zhuǎn)動，v型槽滾輪32會在摩擦力的作用下帶動氣管26上下運動；當(dāng)轉(zhuǎn)動緊定螺釘35向下壓縮彈簧37時，v型槽滾輪32向左下方移動，達(dá)到放松氣管26的效果，便于拆卸氣管26。在本實施例中當(dāng)壓縮彈簧37
放松時，控制柜11控制第三電機(jī)36帶動第四齒輪34旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一圈，氣管26向上或向下運動30mm。
37.氣管螺紋直通接頭控制裝置25結(jié)構(gòu)如圖6和圖4所示，包括第二電機(jī)30，第二電機(jī)30固定在頂部連接板15上；直齒條27與第二電機(jī)30輸出端的第三齒輪28嚙合；直齒條27、小圓管43和氣管螺紋直通接頭壓板44依次焊接在一起；小圓管43安裝在鋼管支撐結(jié)構(gòu)16內(nèi)部的通孔中，可以在鋼管支撐結(jié)構(gòu)16內(nèi)部上下滑動；小圓管43位于轉(zhuǎn)換裝置17的轉(zhuǎn)換器40內(nèi)部的一端焊接有氣管螺紋直通接頭壓板44，小圓管43另一端焊接有直齒條27；壓板29固定安裝在直齒條27遠(yuǎn)離小圓管43的一端，防止第二電機(jī)30帶動直齒條27轉(zhuǎn)動時超出直齒條27的邊緣；氣管26依次穿過小圓管43、氣管螺紋直通接頭壓板44、氣管螺紋直通接頭45，最終和任一點膠針筒相連；氣管螺紋直通接頭45穿過轉(zhuǎn)換器40，氣管螺紋直通接頭45露出轉(zhuǎn)換器40的一端設(shè)有固定安裝點膠針筒的內(nèi)螺紋，氣管螺紋直通接頭45另一端是一個擠壓卡口，向下按壓打開，松開固定，氣管螺紋直通接頭45的擠壓卡口與氣管螺紋直通接頭壓板44之間的距離為1
?
2mm；工作時通過控制柜11控制第二電機(jī)30上的第三齒輪28帶動直齒條27向下運動，使氣管螺紋直通接頭壓板44按壓氣管螺紋直通接頭45的擠壓卡口達(dá)到后續(xù)可以通過氣管伸縮裝置24拔出/插入氣管26的目的；當(dāng)氣管26拔出到小圓管43內(nèi)時，控制第二電機(jī)30上的第三齒輪28帶動直齒條27向上運動，氣管螺紋直通接頭45的擠壓卡口閉合，啟動第一電機(jī)18帶動第二齒輪20進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)換裝置17的轉(zhuǎn)換器40轉(zhuǎn)動60
°
，實現(xiàn)更換點膠針筒的目的。在本實施例中第三齒輪28每轉(zhuǎn)動一齒，直齒條27向上或向下運動3mm。
38.進(jìn)一步地，計算機(jī)10的設(shè)置如圖7所示，在計算機(jī)10中設(shè)置有軌跡數(shù)據(jù)生成模塊7和工藝參數(shù)調(diào)整模塊8；軌跡數(shù)據(jù)生成模塊7用于生成層數(shù)層高數(shù)據(jù)、單層控制點軌跡數(shù)據(jù)并通過控制柜11傳輸至增材制造裝置13，以調(diào)整點膠針筒的位移；工藝參數(shù)調(diào)整模塊8在控制柜11的作用下用于調(diào)整以下參數(shù)：氣體排放間隙、擠出壓力、點膠針筒轉(zhuǎn)換間隔、擠壓卡口按壓、氣管26的伸縮長度。
39.特別說明，本發(fā)明中未進(jìn)行說明的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電路連接及管路連接均為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)。
40.本發(fā)明還提供了一種金屬陶瓷異質(zhì)濾波器增材制造方法，具體按照以下步驟進(jìn)行：步驟一：使用計算機(jī)10繪制金屬陶瓷異質(zhì)濾波器的三維圖形，使用軌跡數(shù)據(jù)生成模塊7將金屬陶瓷異質(zhì)濾波器3d模型分層，得到金屬陶瓷異質(zhì)濾波器分層模型和層數(shù)層高數(shù)據(jù)，生成單層控制點軌跡數(shù)據(jù)；金屬陶瓷異質(zhì)濾波器的層數(shù)層高數(shù)據(jù)，是由金屬陶瓷異質(zhì)濾波器3d模型分層后的金屬陶瓷異質(zhì)濾波器分層模型得出的，單層控制點軌跡數(shù)據(jù)是由金屬陶瓷異質(zhì)濾波器單層增材軌跡和金屬陶瓷異質(zhì)濾波器邊界數(shù)據(jù)得出的；步驟二：配置三種所需要的漿料：首先調(diào)配用于濾波器腔體（內(nèi)部）的陶瓷漿料，陶瓷漿料含有分散劑、粘結(jié)劑、陶瓷粉和溶劑，陶瓷粉是直徑分別為2μm和0.5μm的氧化鋁粉按7：3的質(zhì)量比配制；以陶瓷粉的總重量為基準(zhǔn)，分散劑使用聚丙烯酸銨，含量為0.5wt％，粘結(jié)劑使用卡拉膠，含量為0.5wt%，溶劑選用去離子水，通過球磨機(jī)混合均勻，并用超聲波清洗機(jī)超聲處理，制備出47vol%固相含量的氧化鋁漿料，放入第一點膠針筒21中。
41.過渡層漿料是在陶瓷漿料的基礎(chǔ)上加入tin(b)粉末材料，陶瓷漿料和tin(b)粉末
的體積比的比例是95：5，通過超聲波清洗機(jī)超聲攪拌混合均勻，放入第二點膠針筒22中。
42.最外層金屬漿料使用tin(b)粉末、分散劑和溶劑，以tin(b)粉的總重量為基準(zhǔn)，分散劑使用聚丙烯酸銨，含量為20wt%，溶劑使用去離子水，通過超聲攪拌混合均勻，制備出45vol%固相含量的金屬漿料，放入第三點膠針筒23中；其中tin(b)粉末是申請?zhí)枮?021100888959的發(fā)明專利中所公開的tin(b)粉末。
43.步驟三：控制柜11通過計算機(jī)10設(shè)定好的程序控制增材制造裝置13移動到陶瓷漿料增材區(qū)域1的增材制造開始點4，控制柜11控制第一電機(jī)18帶動轉(zhuǎn)換裝置17轉(zhuǎn)換到裝有陶瓷漿料的第一點膠針筒21，氣管伸縮裝置24控制氣管26向下30mm伸入第一點膠針筒21中；步驟四：控制柜11控制氣泵9產(chǎn)生氣體壓力作為動力，再通過點膠機(jī)12控制氣體的壓力大小與釋放間隔，推動第一點膠針筒21內(nèi)的活塞，將預(yù)先配制好的漿料從點膠針頭中擠出，進(jìn)行第一層濾波器腔體的打??；步驟五：陶瓷漿料增材區(qū)域1的增材制造結(jié)束點是過渡層漿料增材區(qū)域2制造的起始點，即陶瓷漿料與過渡層漿料切換點5；通過控制柜11控制氣體關(guān)閉，再控制氣管螺紋直通接頭控制裝置25，向下移動3mm按壓氣管螺紋直通接頭45，控制氣管伸縮裝置24向上30mm拔出氣管26，氣管螺紋直通接頭控制裝置25向上抬升3mm，轉(zhuǎn)換裝置17旋轉(zhuǎn)120
°
更換為裝有過渡層漿料的第二點膠針筒22；控制氣管螺紋直通接頭控制裝置25，向下移動3mm按壓氣管螺紋直通接頭45，氣管伸縮裝置24控制氣管26向下30mm伸入第二點膠針筒22中，打開氣體，進(jìn)行第一層過渡層的打??；步驟六：過渡層漿料增材區(qū)域2制造結(jié)束點是金屬層漿料增材區(qū)域3制造的起始點，即過渡層漿料與金屬層漿料切換點6；通過控制柜11控制氣體關(guān)閉，再控制氣管螺紋直通接頭控制裝置25，向下3mm按壓氣管螺紋直通接頭45，控制氣管伸縮裝置24向上30mm拔出氣管26，氣管螺紋直通接頭控制裝置25向上抬升3mm，轉(zhuǎn)換裝置17旋轉(zhuǎn)120
°
更換為裝有金屬層漿料的第三點膠針筒23，氣管伸縮裝置24控制氣管26向下30mm伸入第三點膠針筒23中，打開氣體，進(jìn)行第一層最外層金屬層漿料增材區(qū)域3的打印；步驟七：計算機(jī)10發(fā)出指令控制增材制造裝置13向上移動3mm，并回到上一層的增材制造開始點4處，然后重復(fù)上述步驟三～步驟六，逐層打印，層層堆積，直到最終獲得整個零件生坯；步驟八：將打印好的生坯放在燒結(jié)爐中，在1700℃下燒結(jié)，并保溫2h，得到金屬陶瓷異質(zhì)濾波器，如圖10所示。
44.將得到的濾波器在20μm和50μm大小電子顯微鏡下觀察，如圖11所示，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)后過渡層與陶瓷層和金屬層貼合緊密，內(nèi)部金屬顆粒表面大小較為規(guī)則，分布較為均勻。
45.對所得到的濾波器進(jìn)行測試，測試其在不同頻率下的s參數(shù)（散射參數(shù)）和相位特性。由圖12可知，實測值的中心頻點向高頻端偏移了0.02ghz，相對頻偏為0.4%。中心頻點偏移的主要原因是收縮率誤差和制造誤差引起的，如果收縮率誤差和制造誤差造成諧振柱高度變低，則會引起諧振頻率升高。在4.8～4.9 ghz通帶內(nèi)，插入損耗s
21
實測值約為
?
1.33～
?
1.78db，仿真值最大時只有
?
0.15db。反射損耗s
11
實測值比仿真值大了約10db，但s
11
仍小于
?
15db，滿足5g金屬陶瓷異質(zhì)濾波器的要求。
46.本說明書中的各個實施例均采用相關(guān)的方式描述，各個實施例之間相同相似的部
分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。
47.以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。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(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。