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龙图腾网获悉中国科学院空间应用工程与技术中心申请的专利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获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116619518B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310667912.3，技术领域涉及：B28B1/00；该发明授权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是由王功;刘亦飞;张可鑫设计研发完成，并于2023-06-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本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在说明书摘要公布了：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。

本发明授权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在权利要求书中公布了：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； 基于面向太空环境下打印功能器件的复合制造设备具有以下特点： 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光机模块位于光固化成型区的上方，固定在整体框架上，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； 2、打印平台根据控制指令逐层向下移动，配合铺料系统和曝光系统完成材料的固化成型； 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； 3、采用单侧供料方式，将供料机构的料筒固定在打印平台的左侧，供料机构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、保护盖； 4、供料铺料子系统中的铺料装置，包括高精度导轨、翘板式铺料刀架、可调节铺料刀、电磁吸盘；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； 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； 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； 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； 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； 7、脉冲式激光器、脉冲喷墨打印头和直写式挤出头，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； 脉冲喷墨打印头和直写式挤出头作为多材料打印头，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； 脉冲式激光器、脉冲喷墨打印头和直写式挤出头，配合作业，完成复合工艺的制造； 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； 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的运动，利用电机驱动丝杠带动横梁运动，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； 10、原位测量子系统包括硬件系统和软件系统；该原位测量子系统的作用是对激光刻蚀、喷墨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； 因此，原位测量子系统，对精度进行实时反馈，保证打印精度； 11、脉冲式激光器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。

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