一种制粉设备的棒材支撑结构的制作方法

本发明属于3D打印的金属粉末制取技术领域，涉及一种棒材支撑结构，尤其是一种制粉设备的棒材支撑结构。

背景技术：

目前金属粉末的制取方法有机械法、化学法、气体雾化法、离心雾化法、金属热还原法、电解法等。离心雾化法中采用旋转电极法生产的金属粉末为球形，结构致密，粒度分布窄，应用于3D打印的零部件相对密度高、机械性能好，是目前3D打印用金属粉末的主要制取方法。

旋转电极法制取金属粉末的加工工艺为将金属棒材置于惰性气体中，如氩气、氦气等，对其通过电子束、电弧等进行熔炼，同时金属棒材高速旋转，利用离心力使熔融的金属雾化，冷凝后可得到高纯度的球形金属粉。由于金属棒材不断消耗雾化成粉末，金属棒材在高速旋转的同时需轴向进给。而加工时金属棒材悬伸较长，熔融雾化时圆周不均匀，引起转动部件不平衡，导致设备振动大。转速难以提高，从而影响金属粉末的品质和生产效率。

现有技术中，一般是加一个辅助支撑，滚动轴承或衬套，与金属棒材间留有间隙，间隙大小难以确定，间隙过大则起不到支撑作用，由于棒材端部一直处于熔融状态，温度很高，间隙过小金属棒材和辅助支撑容易粘结。由于间隙的存在，棒材在进给过程中容易将控制带入雾化腔，使金属粉末受到污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种制粉设备的棒材支撑结构，该结构能够减小棒材高速旋转时的摆动，降低设备的振动，提高棒材的转速，避免外部空气进入雾化腔，降低棒材的温度。从而提高金属粉末的质量和加工效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种制粉设备的棒材支撑结构，包括固定在雾化腔腔壁上的支撑单元，所述支撑单元由支撑单元外壳以及套设在支撑单元外壳内腔的支撑单元内套组成，所述支撑单元外壳的侧壁内轴向开设有压缩气体通道，所述支撑单元内套上开设有多道相互平行的环槽，每道环槽底部沿圆周分布多个微孔，所述微孔的出气口喷向金属棒材外周壁。

进一步，上述支撑单元外壳上的压缩气体通道与环槽相通。

进一步，在压缩气体通道内开设有多个与支撑单元内套外壁上的环槽相通的通气孔。

进一步，上述压缩气体通道为一开设在支撑单元外壳侧壁内的盲孔，右端为进气口。

进一步，上述压缩气体通道的进气口接通压缩气源，压缩气体由压缩气体通道通过通气孔进入环槽后，经过环槽由微孔喷出高压气体，在金属棒材外壁上形成气浮支撑。

进一步，上述微孔均匀分布在金属棒材外周。

进一步，上述压缩气体与雾化腔内气体相同。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的金属粉末制取设备的棒材支撑结构可提高棒材的转速，降低转动部件的振动，避免雾化腔受外部空气污染，降低棒材非熔融区的温度从而避免其他零部件受到损坏。

附图说明

图1金属粉末制取设备示意图；

图2气浮支撑原理图。

其中：1-钨电极；2-雾化腔；3-电弧；4-金属粉末；5-支撑单元；6-金属棒材；7-驱动装置；8-设备机座；9-支撑单元外壳；10-支撑单元内套；11-微孔；12-压缩气体通道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1和图2：本实用新型的制粉设备的棒材支撑结构，包括固定在雾化腔2腔壁上的支撑单元5，所述支撑单元5由支撑单元外壳9以及套设在支撑单元外壳9内腔的支撑单元内套10组成，所述支撑单元外壳9的侧壁内轴向开设有压缩气体通道12，所述支撑单元内套10上开设有多道相互平行的环槽，每道环槽底部沿圆周分布多个微孔11，所述微孔11的出气口喷向金属棒材6外周壁。支撑单元外壳9上的压缩气体通道12与环槽相通。在压缩气体通道12内开设有多个与支撑单元内套10外壁上的环槽相通的通气孔。压缩气体通道12为一开设在支撑单元外壳9侧壁内的盲孔，右端为进气口。压缩气体通道12的进气口接通压缩气源，压缩气体由压缩气体通道12通过通气孔进入环槽后，经过环槽由微孔11喷出高压气体，在金属棒材6外壁上形成气浮支撑。

进一步的，本实用新型的微孔11均匀分布在金属棒材6外周。并且压缩气体与雾化腔2内气体相同。

本实用新型的工作过程如下：

结合图1：雾化腔2内为惰性气体，驱动装置7带动棒材6高速旋转，棒材6和钨电极1之间产生电弧3将棒材熔化，在离心力作用下熔融的金属材料甩出，凝固后形成金属粉末4，在雾化腔底部将凝固后的金属粉末搜集。随着棒材6的不断消耗，驱动装置7带动棒材6同时向左进给。支撑单元5安装固定在雾化腔2上面，支撑着棒材6前端，防止棒材6有较大的摆动而引起设备振动。

结合图2：压缩气体由压缩气体通道12进入支撑单元外壳9，通过气孔进入支撑单元内套10，支撑单元内套10上有多道环槽，每个环槽底部沿圆周分布多个微孔11，压缩气体最终由微孔11喷出，使得压缩空气充满支撑单元内套10和金属棒材6之间的空隙。由于压缩空气压力高，当金属棒材6偏向一侧时，此处的压力增大，对金属棒材6的作用力增大，而相反侧的压力减小，作用力也减小，从而使金属棒材6回归中心位置，提高转动部件的稳定性和转速。由于压缩气体和雾化腔2中的气体相同，而压力高于雾化腔2和大气压，压缩气体会持续不断的进入左侧的雾化腔2和右侧的大气，从而阻隔外界的空气进入雾化腔2，防止雾化腔2内混入大气造成金属粉末污染，杂质增加。

综上所述，本实用新型通过一种新的支撑方式，有效的提高了制粉设备的稳定性和转速，且避免了外界大气对金属的污染，提高了金属粉末的加工质量和效率。