一種3d打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：電腦，和3D打印機(jī)，所述3D打印機(jī)中包括墨盒及摻雜元素盒，加熱爐及電機(jī)。3D打印機(jī)連接電腦而受電腦控制；3D打印機(jī)中設(shè)置墨盒和摻雜元素盒出口連接到噴口，電腦將要求發(fā)送給3D打印機(jī)，3D打印機(jī)將墨盒中的二氧化硅粉末和摻雜元素盒中的摻雜元素進(jìn)行發(fā)送并混合后噴涂，電機(jī)連接驅(qū)動3D打印機(jī)移動，層次噴二氧化硅微納米粉末和摻雜元素的二氧化硅微納米粉末；所述噴口對準(zhǔn)制備的預(yù)制棒，預(yù)制棒設(shè)備加熱爐，在制備的預(yù)制棒旁邊的加熱爐對二氧化硅微納粉末進(jìn)行加熱和冷卻，加熱棒和預(yù)制棒固定連接電機(jī)，在電機(jī)的驅(qū)動下，不斷移動預(yù)制棒，預(yù)制棒就逐漸變長，制備出特種光纖預(yù)制棒，然后特種光纖預(yù)制棒可以拉制出不同的特種光纖。本發(fā)明可快速制備均勻摻雜光纖預(yù)制棒，實(shí)現(xiàn)特種摻雜光纖的快速制備。
【專利說明】一種3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，具有制備快速、均勻、節(jié)能、無環(huán)境污染等特點(diǎn)，可以用于特種摻雜光纖的制備。

【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，現(xiàn)正逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造，如3D打印人工器官，3D打印飛機(jī)零件，甚至3D打印房屋等。該技術(shù)在工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用。
[0003]在現(xiàn)有的傳統(tǒng)光纖預(yù)制棒制備中，由于需要摻雜不同材料，其制備工藝繁瑣而難以控制，并且耗能而存在環(huán)境污染等缺點(diǎn)。本發(fā)明基于3D打印技術(shù)，利用微米或納米二氧化硅粉末，以及含有不同摻雜成分的微納米粉末，經(jīng)3D打印而設(shè)計(jì)制備出特種摻雜光纖預(yù)制棒。再經(jīng)拉制而成特種摻雜光纖，以制備出摻雜不同材料的特種光纖。這樣，可使預(yù)制棒的制備變得容易控制和簡潔。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，使光纖預(yù)制棒的制備變得易操作。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是:
本發(fā)明3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:電腦控制，3D打印機(jī)，3D打印機(jī)中有墨盒及摻雜元素盒，加熱爐及電機(jī)。3D打印機(jī)受電腦控制，電腦將要求發(fā)送給3D打印機(jī)，3D打印機(jī)將墨盒中的二氧化硅粉末盒和摻雜元素盒進(jìn)行發(fā)送噴涂，利用3D打印技術(shù)，層次噴二氧化硅微納米粉末和摻雜不同成分的二氧化硅微納米粉末，在制備的預(yù)制棒旁邊的加熱爐對粉末和元素進(jìn)行加熱和冷卻，然后不斷移動預(yù)制棒，預(yù)制棒就逐漸變長，制備出特種光纖預(yù)制棒，然后特種光纖預(yù)制棒可以拉制出不同的特種光纖。加熱爐可以為電加熱，高頻電磁加熱，等離子體加熱和激光加熱等多種。摻雜元素盒中的摻雜材料選擇性大，可摻雜任意微納米粉末狀材料；由于3D打印技術(shù)的靈活性，該系統(tǒng)可制備任意大小尺寸的摻雜光纖預(yù)制棒。
根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，包括:電腦，和3D打印機(jī)，所述3D打印機(jī)中包括墨盒及摻雜元素盒，加熱棒、加熱爐、電機(jī)甲、電機(jī)乙。3D打印機(jī)連接電腦而受電腦控制；3D打印機(jī)中設(shè)置墨盒和摻雜元素盒出口連接到噴口，電腦將要求發(fā)送給3D打印機(jī)，3D打印機(jī)將墨盒中的二氧化硅微納米粉末和摻雜元素盒中的摻雜元素進(jìn)行發(fā)送并混合后噴涂，電機(jī)甲連接驅(qū)動3D打印機(jī)移動，層次噴二氧化硅微納米粉末和摻雜元素的混合微納米粉末；所述噴口對準(zhǔn)制備的預(yù)制棒，預(yù)制棒旁設(shè)置加熱棒和加熱爐，在制備的預(yù)制棒旁邊的加熱棒和加熱爐對二氧化硅微納粉末進(jìn)行加熱和冷卻，加熱棒和預(yù)制棒固定連接電機(jī)乙，在電機(jī)乙的驅(qū)動下，不斷移動預(yù)制棒，預(yù)制棒就逐漸變長，制備出特種光纖預(yù)制棒，然后特種光纖預(yù)制棒可以拉制出不同的特種光纖。
[0006]所述加熱爐為高頻電磁加熱，或等離子體加熱，或激光加熱。所述摻雜元素盒中的摻雜元素為可摻雜的微納米粉末狀摻雜材料。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有的摻雜光纖預(yù)制棒制備技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn):任意微納米粉狀材料摻雜，任意大小尺寸摻雜光纖預(yù)制棒制備，結(jié)構(gòu)簡單，易于制作和操縱，價(jià)格低廉，摻雜材料選擇性大，節(jié)能、無環(huán)境污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明一種3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備的系統(tǒng)裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下:
實(shí)施例一:
參見圖1，本3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，包括:電腦1，和3D打印機(jī)2，所述3D打印機(jī)中包括墨盒3及摻雜元素盒4，加熱棒6和加熱爐7及電機(jī)甲8和電機(jī)乙9，其特征在于:3D打印機(jī)2連接電腦I而受電腦I控制；3D打印機(jī)2中設(shè)置墨盒3和摻雜元素盒4出口連接到噴口，電腦I將要求發(fā)送給3D打印機(jī)2，3D打印機(jī)2將墨盒3中的二氧化硅微納米粉末和摻雜元素盒4中的摻雜元素進(jìn)行發(fā)送并混合后噴涂，電機(jī)甲8連接驅(qū)動3D打印機(jī)2移動，層次噴二氧化硅微納米粉末和摻雜元素的混合微納米粉末；所述噴口對準(zhǔn)制備的預(yù)制棒10，預(yù)制棒旁設(shè)置加熱棒6和加熱爐7，在制備的預(yù)制棒10旁邊的加熱磅6和加熱爐7對混合微納粉末進(jìn)行加熱和冷卻，加熱棒6和預(yù)制棒10固定連接電機(jī)乙9,在電機(jī)乙9的驅(qū)動下，不斷移動預(yù)制棒10，預(yù)制棒10就逐漸變長，制備出特種光纖預(yù)制棒，然后特種光纖預(yù)制棒可以拉制出不同的特種光纖。
[0010]實(shí)施例二
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處如下:
所述加熱棒6和加熱爐7為高頻電磁加熱，或等離子體加熱，或激光加熱。所述摻雜元素盒4中的摻雜元素為可摻雜的微納米粉末狀摻雜材料。
[0011]實(shí)施例三
一種3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:電腦控制，3D打印機(jī)，3D打印機(jī)中有墨盒及摻雜元素盒、加熱棒、加熱爐及電機(jī)甲和電機(jī)乙。3D打印機(jī)受電腦控制，電腦將要求發(fā)送給3D打印機(jī)，3D打印機(jī)將墨盒中的裝入二氧化硅粉微納米粉末和摻雜元素盒裝入納米GeO2粉，進(jìn)行發(fā)送噴涂，利用3D打印技術(shù)，層次噴二氧化硅微納米粉末和摻雜不同成分的二氧化硅微納米粉末，在制備的預(yù)制棒旁邊的加熱爐對粉末和元素進(jìn)行加熱和冷卻，然后不斷移動預(yù)制棒，預(yù)制棒就逐漸變長，制備出特種光纖預(yù)制棒，然后特種光纖預(yù)制棒可以拉制出不同的特種光纖。加熱采用石墨爐，3D打印出摻Ge的光纖預(yù)制棒。
[0012]實(shí)施例四
一種3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:電腦控制，3D打印機(jī)，3D打印機(jī)中有墨盒及摻雜元素盒、加熱棒、加熱爐及電機(jī)甲和電機(jī)乙。3D打印機(jī)受電腦控制，電腦將要求發(fā)送給3D打印機(jī)，3D打印機(jī)將墨盒中的裝入二氧化硅粉微納米粉末和摻雜元素盒裝入納米Ge02、Nb粉，進(jìn)行發(fā)送噴涂，利用3D打印技術(shù)，層次噴二氧化硅微納米粉末和摻雜不同成分的二氧化硅微納米粉末，在制備的預(yù)制棒旁邊的加熱爐對粉末和元素進(jìn)行加熱和冷卻，然后不斷移動預(yù)制棒，預(yù)制棒就逐漸變長，制備出特種光纖預(yù)制棒，然后特種光纖預(yù)制棒可以拉制出不同的特種光纖。加熱采用激光，3D打印出Ge、Nb共摻的光纖預(yù)制棒。
[0013]實(shí)施例五
一種3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:電腦控制，3D打印機(jī)，3D打印機(jī)中有墨盒及摻雜元素盒、加熱棒、加熱爐及電機(jī)甲和電機(jī)乙。3D打印機(jī)受電腦控制，電腦將要求發(fā)送給3D打印機(jī)，3D打印機(jī)將墨盒中的裝入二氧化硅粉微納米粉末和摻雜元素盒裝入納米Ge02、Nb2O5, Al2O3粉，進(jìn)行發(fā)送噴涂，利用3D打印技術(shù)，層次噴二氧化硅微納米粉末和摻雜不同成分的二氧化硅微納米粉末，在制備的預(yù)制棒旁邊的加熱爐對粉末和元素進(jìn)行加熱和冷卻，然后不斷移動預(yù)制棒，預(yù)制棒就逐漸變長，制備出特種光纖預(yù)制棒，然后特種光纖預(yù)制棒可以拉制出不同的特種光纖。加熱采用高頻電磁加熱，3D打印出Ge、Nb、Al共摻的光纖預(yù)制棒。
[0014]實(shí)施例六
一種3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:電腦控制，3D打印機(jī)，3D打印機(jī)中有墨盒及摻雜元素盒、加熱棒、加熱爐及電機(jī)甲和電機(jī)乙。3D打印機(jī)受電腦控制，電腦將要求發(fā)送給3D打印機(jī)，3D打印機(jī)將墨盒中的裝入二氧化硅粉微納米粉末和摻雜元素盒裝入納米Ge02、Nb2O5, Al2O3粉，進(jìn)行發(fā)送噴涂，利用3D打印技術(shù)，層次噴二氧化硅微納米粉末和摻雜不同成分的二氧化硅微納米粉末，在制備的預(yù)制棒旁邊的加熱爐對粉末和元素進(jìn)行加熱和冷卻，然后不斷移動預(yù)制棒，預(yù)制棒就逐漸變長，制備出特種光纖預(yù)制棒，然后特種光纖預(yù)制棒可以拉制出不同的特種光纖。加熱采用等離子體加熱，3D打印出Ge、Nb、Al共摻的光纖預(yù)制棒。
【權(quán)利要求】
1.一種3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，包括:電腦(I )，和3D打印機(jī)(2)，所述3D打印機(jī)中包括墨盒(3)及摻雜元素盒(4)，加熱棒(6)加熱爐(7)及電機(jī)甲(8)和電機(jī)乙(9)，其特征在于:3D打印機(jī)(2)連接電腦(I)而受電腦(I)控制；3D打印機(jī)(2)中設(shè)置墨盒(3)和摻雜元素盒(4)出口連接到噴口，電腦(I)將要求發(fā)送給3D打印機(jī)(2)，3D打印機(jī)(2)將墨盒(3)中的二氧化硅微納米粉末和摻雜元素盒(4)中的摻雜元素進(jìn)行發(fā)送并混合后噴涂，電機(jī)甲(8)連接驅(qū)動3D打印機(jī)(2)移動，層次噴二氧化硅微納米粉末和摻雜元素的混合微納米粉末；所述噴口對準(zhǔn)制備的預(yù)制棒(10)，預(yù)制棒(10)旁設(shè)置加熱棒(6)和加熱爐(7)，在預(yù)制棒(10)旁邊的加熱棒(6)和加熱爐(7)，對所述混合微納粉末進(jìn)行加熱和冷卻，加熱棒(6)和預(yù)制棒(10)固定連接電機(jī)乙(9),在電機(jī)乙(9)的驅(qū)動下,不斷移動預(yù)制棒(10),預(yù)制棒(10)就逐漸變長，制備出特種光纖預(yù)制棒，然后特種光纖預(yù)制棒可以拉制出不同的特種光纖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中的所述的3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，其特征在于:所述加熱棒(6)和加熱爐(7)為高頻電磁加熱，或等離子體加熱，或激光加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中的所述的3D打印摻雜光纖預(yù)制棒制備系統(tǒng)，摻雜元素盒(4)中的摻雜元素為可摻雜的微納米粉末狀摻雜材料。
【文檔編號】C03B37/012GK104355531SQ201410590113
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】陳振宜, 王廷云, 文建湘, 龐拂飛, 黃肇明 申請人:上海大學(xué)