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申请/专利权人：北京科技大学

摘要：本发明提供一种月壤构件的3D打印成型装置，包括光伏发电模块、光集热模块、3D打印模块和基础支撑模块；光伏发电模块至少包括一光伏板，可自动追踪太阳位置进行太阳能发电；光集热模块至少包括一抛物面全反射镜，可自动追踪太阳位置进行位姿调节；3D打印模块至少包括一料筒，料筒布置于抛物面全反射镜的光汇聚焦点，并且料筒配置电加热元件，光伏板通过导线为电热元件提供电能；基础支撑模块至少包括一底座，底座配减震支座采用地锚固定。本发明技术可行性好、技术难度小、制备效率高、可拓展性好、可设计性强、设备稳定性好，充分利用月球表面原位资源和连续纤维的增强特性，实现高性能月壤构件的3D打印制造。

主权项：1.一种月壤构件的3D打印成型装置，其特征在于，所述装置包括光伏发电模块、光集热模块、3D打印模块和基础支撑模块；所述光伏发电模块至少包括一光伏板，所述光伏板被配置为自动追踪太阳位置进行太阳能发电；所述光集热模块至少包括一抛物面全反射镜，所述抛物面全反射镜被配置为自动追踪太阳位置进行位姿调节；所述3D打印模块至少包括一料筒，所述料筒以平行于月球重力的方向布置，其中，所述料筒布置于所述抛物面全反射镜的光汇聚焦点，将光能转换为热能对料筒进行光加热，并且所述料筒配置电加热元件，所述光伏板至少通过一根导线连接至所述3D打印模块的电加热元件，对所述料筒进行电加热；其中，所述3D打印成型装置还包括料斗、螺杆、纤维辊、喷头和打印平台；所述料斗连通所述料筒，所述螺杆伸入所述料筒，所述纤维辊布置于所述料筒的一侧，所述纤维辊上卷绕连续纤维；所述喷头布置于所述料筒的一侧并连通所述料筒，所述螺杆配置在所述料筒内往复运动，挤压所述料筒内的熔融物料进入所述喷头；其中，所述3D打印成型装置还包括第三控制器和电机；所述第三控制器连接所述电机，所述电机连接所述螺杆，所述第三控制器控制所述电机驱动所述螺杆在所述料筒内往复运动；所述打印平台布置于所述喷头下方，并且所述打印平台被配置为：在X方向、Y方向和Z方向运动；所述喷头上端开设圆形小孔，用于将所述纤维辊上的连续纤维引入所述喷头，所述喷头将熔融物料和连续纤维挤出至所述打印平台；所述基础支撑模块，用于将所述光伏发电模块、所述光集热模块和所述3D打印模块支撑在月面；所述光集热模块还包括第二阳光追踪器、第三角度调节器、第四角度调节器、第二控制器、第二支架和第三支架；所述第二阳光追踪器布置于所述抛物面全反射镜上，所述第二控制器安装在所述第三支架上，所述第二支架与所述抛物面全反射镜固定，所述第二支架通过所述第三角度调节器与所述第三支架连接，所述第三支架通过所述第四角度调节器与所述基础支撑模块连接；所述第二控制器与所述第二阳光追踪器连接，所述第二控制器与所述第三角度调节器连接，所述第二控制器与所述第四角度调节器连接；所述第二阳光追踪器追踪太阳位置，并将太阳位置信号发送至所述第二控制器，所述第二控制器控制所述第三角度调节器和所述第四角度调节器，调节所述抛物面全反射镜的位姿；所述光集热模块还包括第四支架和第五角度调节器；所述第四支架与所述抛物面全反射镜固定，所述第四支架通过所述第五角度调节器与3D打印模块的料筒连接；所述第二控制器与所述第五角度调节器连接，所述第二控制器控制所述第五角度调节器，调节所述料筒的位姿，使所述料筒始终处于平行于月球重力的方向。

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