基于脉冲电流的3d打印方法及装置
阅读说明：本技术 基于脉冲电流的3d打印方法及装置 (3D printing method and device based on pulse current ) 是由 赵少凡 张琪 廖超群 白海洋 刘明 董雯 焦志伟 汪卫华 于 2020-12-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种基于脉冲电流的3D打印方法,以非晶合金丝材或条带为原材料,对其点压后通过脉冲电流进行焊接,逐层堆叠形成三维样件。本发明方法利用脉冲电流作为非晶合金太空增材制造的热源,一方面制造过程中所需功耗远小于电子束、激光等传统热源,提高能量利用率,实现低功耗增材制造；另一方面,脉冲电流快递加热,使非晶合金处于黏度较小的非熔融状态,可避免金属材料传统3D打印方法在微重力下熔池难以控制、高真空环境下散热及凝固困难等问题,可提高太空增材制造过程的稳定性；此外,通过脉冲电流对非晶合金进行点压快速焊接及逐层增材制造,增材制造过程中热作用时间精准可控,不仅可以保持原材料的非晶结构,提高增材样件的力学性能。(The invention provides a pulse current-based 3D printing method, which takes amorphous alloy wires or strips as raw materials, welds the amorphous alloy wires or strips through pulse current after point pressing, and forms a three-dimensional sample piece by layer stacking. The method utilizes the pulse current as the heat source for the amorphous alloy space additive manufacturing, on one hand, the power consumption required in the manufacturing process is far less than that of the traditional heat sources such as electron beams, lasers and the like, the energy utilization rate is improved, and the low-power-consumption additive manufacturing is realized; on the other hand, the pulse current is used for heating rapidly, so that the amorphous alloy is in a non-molten state with low viscosity, the problems that a molten pool is difficult to control under microgravity, heat dissipation and solidification are difficult in a high-vacuum environment and the like in a traditional 3D printing method for metal materials can be solved, and the stability of the space additive manufacturing process can be improved; in addition, spot-pressure rapid welding and layer-by-layer material increase manufacturing are carried out on the amorphous alloy through pulse current, the thermal action time in the material increase manufacturing process is accurate and controllable, the amorphous structure of raw materials can be kept, and the mechanical property of the material increase sample piece is improved.)
技术领域
本发明属于3D打印技术领域,适用于太空制造领域，具体涉及一种基于电脉冲的3D打印方法及装置。
背景技术
面向太空环境的太空增材制造技术(In-space Additive Manufacturing)，即“在太空制造、服役于太空”，可突破运载火箭发射时对载荷体积、重量以及结构强度的严苛限制，实现不同尺寸、复杂形状航天器结构的在轨制造，提高航天任务执行的灵活性。同时，在太空微重力环境下，可简化航天器结构和强度设计，实现“小设备”制造“大结构”。因此，发展太空增材制造技术，是各国抢占空间竞争制高点的战略要求，有助于推动我国月球及深空探测、载人航天工程、在轨维护及国防军事力量的发展。
目前，采用热塑性高分子和纤维增强复合材料作为原材料的舱内增材制造技术在国内外已取得突破性进展。据报道，NASA已于2014年在国际空间站中利用熔融沉积成型技术(FDM，Fused Deposition Modeling)实现了热塑性高分子材料的舱内增材制造。2020年，中国空间技术研究院北京卫星制造厂有限公司研制了连续纤维增强复合材料的FDM增材制造系统，通过我国自主研制的新一代载人飞船试验船，完成了国内首次太空增材制造技术的在轨实验。
面向空间大型结构，突破舱外太空环境的增材制造技术是重点。2019年，NASA资助“Archinaut One”项目(7370万美元)，目标是在轨验证小型航天器在近地轨道上制造10米桁架结构的能力。高真空、微重力、高低温交互、强辐照等极端空间环境对增材制造过程中的原材料、工艺、装置等均提出了特殊要求。比如，太空环境下重力的消失会造成原材料熔滴飞溅，熔池和制造过程难以控制；高真空环境会造成材料在制造过程中传热传质方式的改变。因此，突破太空增材制造技术，需要基于新材料、新工艺、新装置等。
非晶合金是20世纪60年代发现的一种新型金属材料，具有长程无序、短程有序的原子结构，因而不具有位错、晶界等缺陷，表现出的高强度、高硬度、大弹性变形极限、抗辐照、耐腐蚀、抗高速撞击等性质；同时兼具塑料特性，可在远低于其熔点的过冷液相温区进行热塑性加工，从而大幅降低制造过程所需的能耗，避免高能耗热源在微重力条件下增材制造时引起的熔滴飞溅，提高制造过程的稳定性。因此，非晶合金是实现合金材料太空增材制造技术的理想模型材料。
然而，非晶结构比晶体结构具有更高的能量状态，导致非晶合金天然具有晶化的趋势，即将非晶合金加热到玻璃转变温度以上，经过一段时间后会产生结晶现象，影响其服役性能。
2011年，加州理工大学William L.Johnson在Science期刊中报道了利用脉冲电流对非晶合金材料进行快速加热时可提高非晶合金玻璃转变温度，有效避免晶化行为，保持其特殊原子结构及优异性能(William L.Johnson,et al.Beating Crystallization inGlass-Forming Metals by Millisecond.Science 332(2011)828-833.)，参见图1。
目前利用脉冲电流加热制备非晶合金试样的方法主要是利用电脉冲加热升温/降温速度快的特点，通过压力对软化的块体非晶合金材料进行成形。中国专利CN206763762U公开了一种基于洛伦兹力的非晶合金成形装置，具体提出通过电容器放电产生的脉冲电流流过非晶合金实现快速加热，当其升至预设成形温度的同时，充电后的电容器对成形线圈进行放电使其产生磁场，在磁场与非晶合金样件中流过的感应电流的共同作用下产生洛伦兹力，使得升温至过冷液相区的非晶合金试样在洛伦兹力的驱动下变形至模具冷却成形。但应用该方法需要事先制备出模具且控制难度高，只能成形固定形状的非晶合金试样。
可见，为避免高能耗热源在微重力条件下增材制造时引起的合金材料的熔滴飞溅，采用非晶合金材料作为太空增材制造的模型材料，可提高制造过程的稳定性。但非晶合金材料加热到玻璃转变温度以上后容易产生结晶。现有技术和方法是利用脉冲电流加热块体非晶合金材料，只能通过模具成形固定形状的非晶合金试样。
采用非晶合金材料作为太空增材制造的模型材料可为避免高温能耗热源在微重力条件下增材制造时引起的熔滴飞溅、提高制造过程的稳定性，但现有方法只能通过模具成形固定形状的非晶合金试样。
发明内容
为此，本发明提供一种基于电脉冲的3D打印方法及装置，既解决非晶合金材料易结晶的问题，同时还实现成形非晶合金试样的多样性，为金属材料太空制造提出新的思路。
本发明提供的一个技术方案：一种基于脉冲电流的3D打印方法，以非晶合金丝材或条带为原材料，通过脉冲电流对其点压进行焊接，逐层堆叠形成三维制品。
优选的，所述脉冲电流的持续时间小于等于10ms，加热速率为105K/s以上。
优选的，包括如下步骤：
1)参数的选择
以放电电流100～500A、电流脉冲宽度为0.5～10ms、压力值0.3～5kg作为非晶合金条带扩散结合控制条件；压力只是为了让条带紧密贴合，便于点焊结合；压力大利于条带之间的冶金结合；
2)非晶合金的选择与制备
非晶合金体系为Pd、Au、Zr、Ti、Fe、Cu、La、Ce或Mg基；
根据所选非晶合金体系，将金属原料按原子比例进行配比，熔炼均匀后，通过熔体纺丝法制备出非晶合金条带；
3)电脉冲快速焊接
非晶合金材料电阻率一般高于传统晶态金属材料一个数量级；在脉冲电流作用下，两层非晶合金条带快速升温，并在压力作用下焊接成形一个整体。
本发明还提供一个技术方案：一种基于脉冲电流的3D打印装置，包括机架，还包括：
设置在机架内的成形装置和控制装置，所述控制装置与所述成形装置控制连接，所述控制装置对所述成形装置进行指令控制；
所述成形装置包括传动装置、金属电极、带轮及传送轮；
所述金属电极与所述传动装置传动连接，在所述传动装置带动下做上下直线往复运动；
所述带轮装有非晶合金材料，所述传送轮设于所述带轮及所述金属电极之间，用于将所述带轮中的非晶合金材料输送到所述金属电极下方，并设置带材或丝材切断装置，便于增材制造样件三维成形。
优选的，所述成形装置还具有压力传感器，所述压力传感器位于所述传动装置的下方、所述金属电极的正上方，所述压力传感器随所述金属电极的运动而运动。
优选的，所述成形装置还具有设置在所述金属电极正下方的底板，所述底板可进行三维运动。
优选的，所述控制装置包括恒流源，用于输出稳定大小及波形的脉冲电流，脉冲电流经导线输送至金属电极处，再经非金合金材料、底板流回所述恒流源中。
优选的，所述指令控制包括：对所述金属电极上下直线往复运动的控制，对所述金属电极传输脉冲电流的控制，对所述底板三维运动的控制，对非晶合金材料传输速度的控制，以及对焊接点的间距的控制。
优选的，所述控制装置还包括智能触摸显示屏，通过触摸显示屏手动调整金属电极与非晶合金材料之间产生的压力值、焊接点的间距、脉冲电流波形和大小以及传送轮转动速度的设定。
优选的，还包括发电装置，所述发电装置安装于所述机架外部，通过电线与打印装置连接，为整个打印装置供电。
有益效果：
本发明提供的基于脉冲电流的3D打印方法，以非晶合金丝材或条带为原材料，利用脉冲电流作为太空增材制造的热源，一方面制造过程中所需功耗远小于电子束、激光等传统热源，可提高能量利用率，实现低功耗增材制造，提高太空增材制造过程的稳定性；另一方面，通过脉冲电流对非晶合金进行点压快速焊接及逐层增材制造，增材制造过程中热作用时间精准可控，不仅可以保持原材料的非晶结构，提高增材样件的力学性能，同时可避免金属材料传统3D打印方法在微重力下熔池难以控制、高真空环境下散热及凝固困难等问题。
现有技术中利用非晶合金原材料进行3D打印需要注意的是避免晶化，但常规的加热方式加热到玻璃转变温度以上均会发生晶化现象，因此如何避免结晶现象的发生成为关键。本发明非晶合金条带电脉冲3D打印方法利用脉冲电流持续时间短、放电区域小，能量集中的特点，加热速率可达105K/s以上，远远超过发生晶化的临界加热速率(200K/s)；大的加热速率会提高非晶合金玻璃转变温度，增加其热稳定性，有效避免晶化行为，保持其特殊原子结构及优异性能。此外可以通过对脉冲电流大小、波形的调节，适应不同体系的非晶合金丝材/条带。
本发明提供的基于脉冲电流的3D打印装置，包括机架，设置在机架内的成形装置和控制装置，控制装置与成形装置控制连接、并对成形装置进行指令控制。在控制装置控制下，成形装置的传送轮以一定转速将非晶合金材料输送至金属电极正下方，金属电极在控制装置控制下、在传动装置带动下做上下直线往复运动，与非晶合金材料相互接触，产生一定压力，当测量到的压力值为控制装置设定值时，控制装置控制恒流源输出脉冲电流经过金属电极流向非晶合金材料，由于非晶合金材料界面处电阻突然增大，非晶合金材料被加热到玻璃化转变温度以上，并在压力作用下实现非晶合金材料之间的扩散结合，产生焊接点；通过控制焊接点的间距可以实现层间非晶合金材料完全结合，成形底板在控制装置控制下做三维运动进而实现逐层增材制造，成形出非晶合金制品。既实现成形一体化、不拘泥于模具形状，还避免了非金合金在成形过程中容易发生的氧化和晶化。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为现有技术加热速率对非晶合金过冷液相温度区间晶化行为的影响；
图2为本发明实施例的基于脉冲电流的非晶合金3D打印设备的示意图；
图3为本发明实施例的基于脉冲电流的非晶合金3D打印设备中成形装置的示意图；
图4为脉冲电流实现两层Fe基、La和Zr基非晶合金条带之间的焊接的制品图；
图5为焊接前后Fe基、La和Zr基非晶合金的XRD结果图。
图中：1-发电装置；2-控制装置；3-带轮；4-传动装置；5-传送轮；6-压力传感器；7-金属电极；8-机架；9-运动平台；10-制品；11-非晶合金条带/丝材。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合附图对本发明进行进一步说明，应当理解，此处说明仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
基于脉冲电流的3D打印方法，以非晶合金丝材或条带为原材料，通过脉冲电流对其进行点压进行焊接，逐层堆叠形成三维制品。当脉冲电流流过非晶合金条带/丝材时，由于非晶合金条带/丝材界面处电阻突然增大，非晶合金条带/丝材被加热到玻璃化转变温度以上，并在压力作用下实现非晶合金条带/丝材之间的扩散结合。具体的，利用金属电极进行电脉冲快速放电通过两层/多层非晶合金条带/丝材，电流经过非晶合金条带/丝材之间时电阻突然增大、产生热量加热非晶合金条带/丝材；并且，金属电极对焊接区域快速放电的同时，施加一定的压力，使层与层之间紧密接触，产生原子扩散冶金结合，实现快速焊接，这一过程相当于3D打印技术的层间堆叠过程，通过逐层堆叠过程可以形成所需要的三维制品。
进一步的，本实施例脉冲电流的持续时间小于等于10ms，加热速率为105K/s以上。本发明非晶合金条带电脉冲3D打印利用脉冲电流持续时间短(≤10ms)、放电区域小，能量集中的特点，加热速率可达105K/s以上，相比于传统的加热方式(≤102K/s)大几个数量级且热量分布均匀，从而避免结晶行为(完全绕过结晶的临界加热速率约为200K/s)，在熔点以上获得过冷液体；同时由于非晶合金电阻率高于传统晶态合金材料，温度系数小且常为负数，在较高电流密度和欧姆耗散作用下，非晶合金的加热倾向于空间局部化，即可在十毫秒内将非晶合金加热至所需温度。可见，本实施例通过大的加热速率会提高非晶合金玻璃转变温度，增加其热稳定性，有效避免晶化行为，保持其特殊原子结构及优异性能。此外可以通过对脉冲电流大小、波形的调节，适应不同体系的非晶合金丝材/条带。本发明使用的非晶合金体系可为Pd、Au、Zr、Ti、Fe、Cu、La、Ce、Mg基等具备热塑性成型能力的非晶合金，通过调整电容器容量和放电电流的参数设定来适应不同非晶合金丝材或条带的基材。使用的金属电极可为铜电极，具体为黄铜、紫铜、钨铜等。
实施例1
本实施例通过脉冲电流实现Fe基、La和Zr基非晶合金条带之间的焊接并保持其非晶特性，参见图4，示出了Fe基、La和Zr基非晶合金条带之间的焊接的制品图，参见图5，示出了Fe基、La和Zr基非晶合金条带之间焊接前后的XRD结果图，证明焊接后的制品依然保持非晶结构；具体步骤如下：
1、参数的选择
Fe基非晶合金条带：选择4700μF电容，以放电电流200A、电流脉冲宽度为0.5ms、焊接点间距0.5mm、压力值3.5kg作为非晶合金条带扩散结合控制条件。
La基非晶合金条带：选择4700μF电容，以放电电流400A、电流脉冲宽度为1ms、焊接点间距0.5mm、压力值4kg作为非晶合金条带扩散结合控制条件。
Zr基非晶合金条带：选择4700μF电容，以放电电流400A、电流脉冲宽度为1ms、焊接点间距0.5mm、压力值4kg作为非晶合金条带扩散结合控制条件。
2、非晶合金的选择与制备
可选的非晶合金体系可为Pd、Au、Zr、Ti、Fe、Cu、La、Ce、Mg基等具备热塑性成型能力的非晶合金。
本试验中，以合金体系为Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9、La60Ni15Al25、Zr64.13Cu15.75Ni10.12Al10为实例进行说明。根据所选非晶合金体系，将金属原料按原子比例进行配比，熔炼均匀后，通过熔体纺丝法分别制备出宽度5mm，厚度25μm的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金条带；宽度3mm，厚度120μm的La60Ni15Al25条带；宽度2mm，厚度100μm的Zr64.13Cu15.75Ni10.12Al10条带。
3、电脉冲快速焊接
脉冲电流作用下，两层非晶合金条带快速升温至过冷液相区，并在压力作用下焊接成形一个整体。
本实施例中，由于脉冲电流加热非晶合金的速率可达105K/s且热量分布均匀；同时由于非晶合金电阻率高(100-250μΩ·cm)，温度系数小且常为负数，在较高电流密度和欧姆耗散作用下，非晶合金的加热倾向于空间局部化，即可在十毫秒内将非晶合金加热至所需温度，有效避免了非晶合金在成形过程中可能发生的氧化和晶化。非晶合金条带的升温、焊接、降温过程几乎在一次数毫秒脉冲放电内完成，具有升温、焊接、降温一体化的优点。
非晶合金条带的温升通过放电波形控制，进一步解释为若其他电气参数(如线路电阻，非晶合金条带电阻等参数)确定，则由电容器容量和放电电流决定了非晶合金条带的温升，可以适应不同非晶合金体系，方便调控。
实施例2
本实施例为一种基于脉冲电流的3D打印装置，参见图2和图3所示，包括机架8，机架由铝合金安装组成，还包括设置在机架8内的成形装置和控制装置2，控制装置2与成形装置控制连接，控制装置通过数据线/无线通讯装置对成形装置发出指令，进行实时控制。其中，成形装置包括传动装置4、金属电极7、带轮3及传送轮5，金属电极7与传动装置4传动连接，在传动装置4带动下做上下直线往复运动；带轮3装有非晶合金材料，传送轮5设于带轮3及金属电极7之间，用于将带轮3中的非晶合金材料输送到金属电极7下方，还设置了带材或丝材切断装置(图中未示出)，用于剪断非晶合金材料，便于增材制造样件三维成形，如设置在金属电极7的旁边，或可变换设置位置，当需要切断非晶合金材料时，即启动该切断装置，剪断非晶合金材料。如打印时需要换个位置打印，就启动该切断装置剪断非晶合金材料，找好位置后再续进去打印；又如，当打印结束时，启动该切断装置剪断非晶合金材料，完成样件。
本实施例中采用的非晶合金材料优选非晶合金条带/丝材11。本实施例基于脉冲电流的3D打印装置，在控制装置2控制下，传送轮5以一定转速将非晶合金条带/丝材11输送至金属电极7正下方，金属电极7在控制装置2控制下、在传动装置4带动下做上下直线往复运动，与非晶合金条带/丝材11相互接触，产生一定压力，当压力值为控制装置2设定值时，控制装置2控制恒流源输出脉冲电流经过金属电极7流向非晶合金条带/丝材11，由于条带/丝材11界面处电阻突然增大，非晶合金条带/丝材11被加热到玻璃化转变温度以上，并在压力作用下实现非晶合金条带/丝材11之间的扩散结合，产生焊接点；通过控制焊接点的间距可以实现层间非晶合金条带/丝材11完全结合，进而成形底板9在控制装置2控制下进行三维运动实现逐层增材制造，成形出非晶合金制品10。本装置实现成形一体化、无需模具故不受模具形状限制，如通过参数控制，可打印出网状非晶合金制品；还避免了非金合金在成形过程中容易发生的氧化和晶化。
进一步，本实施例中成形装置中还设置有压力传感器6，所述压力传感器6位于传动装置4的下方、金属电极7的正上方，本实施例中金属电极7与压力传感器6固定连接，压力传感器6与传动装置4固定连接，压力传感器6随金属电极7的运动而运动，即在控制装置2的控制下，传动装置4带动压力传感器6和金属电极7做上下往复运动。金属电极7在上下运动中会对非晶合金条带/丝材11产生一定压力，该压力值可通过压力传感器6测定，并通过控制装置调节。在压力作用下实现非晶合金条带/丝材11之间的扩散结合，产生焊接点。
进一步的，本实施例中成形装置还在金属电极7正下方设置有底板9，所述底板9可在控制装置2的控制下进行三维运动，进而实现逐层增材制造，成形出非晶合金制品。
本实施例中，控制装置2包括一个恒流源，经过控制可输出稳定大小及波形的脉冲电流，且脉冲电流在控制装置的控制下通过导线输送至金属电极7处，再经非金合金条带/丝材、底板流回所述恒流源中。该脉冲电流持续时间短、放电区域小、能量集中、加热速率快，远远超过非晶合金材料发生晶化的临街加热速率，可适应不同体系的非晶合金材料。
本实施例中，控制装置2发出的指令控制包括：
1)对所述金属电极7上下直线往复运动的控制，即对在金属电极7上下运动过程中金属电极7与非晶合金条带/丝材11之间产生的压力值进行控制，当压力值达到预设值时，非晶合金条带/丝材11之间开始扩散结合，并产生焊接点；压力值按采用不同的非晶合金材料设置为不同的预设值，如采用Fe基非晶合金条带时，压力值预设为3.5kg，采用La或Zr基非晶合金条带时，压力值预设为4kg；施加压力值的大小通过压力传感器测得6；
2)对所述金属电极7传输脉冲电流的控制，即控制恒流源输出脉冲电流经过金属电极7流向非晶合金条带/丝材11、底板9流回恒流源中；
3)对所述底板9三维运动的控制，即控制底板9做三维运动进而实现逐层增材制造，成形出非晶合金制品；
4)对非晶合金条带/丝材11传输速度的控制，即，带轮3中的非晶合金条带/丝材11在传送轮5的带动下以一定的传送速度被输送到金属电极7正下方，传送速度通过控制装置2对传送轮5转动速度的控制来调节；
该传送速度、金属电极上下直线往复运动速度和底板的三维运动速度三者相互配合进行工作；
5)对焊接点的间距的控制，金属电极7向下运动过程中与非晶合金条带/丝材11接触的位置为焊接点，当焊接点的间距达到预设值时，层间非晶合金条带/丝材扩散结合，与此同时底板9在控制装置控制下做三维运动并调节焊接点的间距进而实现逐层增材制造，成形出非晶合金制品。
通过控制装置2对这五方面的控制及这五者之间相互配合，实现3D打印。
此外，本实施例中的控制装置2还设置有智能触摸显示屏，根据原材料体系的不同，通过该智能触摸屏幕可以手动对金属电极7与非晶合金条带/丝材11之间产生的压力值、焊接点的间距、脉冲电流波形和大小及传送轮5的转动速度进行设定。优选的，该控制装置2自带软件，仅需将切片完成的模型输入控制装置2中，即可实现3D打印。仅需在智能触摸显示屏设定参数值就可以实现3D打印成形一体化且精准控制。
本实施例中，还包括发电装置1，安装于机架8外部，通过电线与3D打印装置连接，为整个装置供电。成形装置中的传动装置4可为机械传动装置、液压传动装置和气压传动装置。发电装置1可以为光伏发电板，在太阳光照下可将太阳能转化为电能，为整个装置供电。
本实施例中，使用的非晶合金体系可为Pd、Au、Zr、Ti、Fe、Cu、La、Ce、Mg基等具备热塑性成型能力的非晶合金。通过对脉冲电流大小、波形的调节，即可适应不同体系的非晶合金体系。
本实施例3D打印装置工作前，预先设定金属电极与非晶合金材料之间的压力值、焊接点的间距、脉冲电流波形和大小、以及传送轮的传送速度，开始工作时，控制恒流源输出脉冲电流经过金属电极流向非晶合金条带/丝材，金属电极在控制装置的控制下进行上下直线往复运动，对其下方的非晶合金条带/丝材施加压力，当检测到压力值达到预设值时，非晶合金条带/丝材之间开始扩散结合，金属电极与下方的非晶合金条带/丝材接触的位置为焊接点，在达到预设焊接点的间距下层间非晶合金条带/丝材完全结合，同时底板在控制装置控制下做三维运动进而实现逐层增材制造，成形出非晶合金制品。
本发明3D打印装置不需要使用模具，故不受模具形状限制，可通过参数设置实现多样化、多形状的非晶合金制品，如可通过参数控制，打印出网状非晶合金制品；实现3D打印成形一体化且精准控制，有效避免了非晶合金在成形过程中可能发生的氧化和晶化。
在外太空的环境下，对3D打印来说最主要的影响因素是高真空及微重力环境。本发明基于脉冲电流的3D打印方法，一方面所用的原材料是丝材或条带，而不是传统技术所使用的粉材；另一方面，通过脉冲电流对非晶合金进行点压快速焊接及逐层增材制造，增材制造过程中热作用时间精准可控，故，本发明3D打印方法不仅可以保持原材料的非晶结构，提高增材样件的力学性能，同时还可避免金属材料传统3D打印方法在微重力下熔池难以控制、高真空环境下散热及凝固困难等问题。因此，基于外太空的环境，研发得到本发明基于脉冲电流的3D打印方法及装置的技术方案，本发明技术方案完全符合太空环境下的增材制造任务。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
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