一种用于SLM粉体的回收装置的制作方法

本发明涉及一种用于SLM粉体的回收装置，属于增材制造技术领域。

背景技术：

增材制造技术不同于传统的减材及变形成形技术，可在没有模具的条件下迅速制造出任意复杂形状的三维实体零件，已广泛应用于航天、生物医学等领域。选择性激光熔化技术（Selective Laser Melting, SLM）作为增材制造技术的一种，利用激光束作为热源对单层粉体进行有选择地加热熔化，是单层内和层间的粉体颗粒发生粘结，最终能快速成形出复杂形状的三维实体。SLM成形结束后，未参与成形的粉体需要从工作表面回收筛分，以便对粉体重复使用。在传统的粉体回收筛分过程中，由于在敞开的成形室内，极易造成扬尘，收集后粉体在人工操作下转至筛分系统，筛粉后再收集使用。在转运过程中，粉体存在易浪费、污染等问题，使粉体回收工作效率降低。而且，粉体运转过程中容易吸附空气中的水气，造成粉体之间的团聚和粘连，不利于铺粉，影响成形效果。同时，由于成型室一般是方正结构，夹角或缝隙处残余的粉体不易清理，影响其它粉末材料的成形。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种用于SLM粉体的回收装置，该装置将粉体的筛粉、收集及烘干过程结合起来，在密闭的环境中同步进行，不会造成扬尘，克服步骤繁琐、费时较长的缺点，无需人为干预。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种用于SLM粉体的回收装置，包括底座、2个支撑柱、落粉室、落粉通道、扩散通道、筛粉室、旋转筛粉刮片构件、筛网、束粉通道、集粉通道、集粉箱、收粉抽屉、加热室、控制器、4个万向轮、真空工作室、吸粉管Ⅰ、吸粉管Ⅱ；

4个万向轮分别设置在底座下表面的四角，2个支撑柱分别设置在底座顶端的两侧，筛粉室固定设置在支撑的顶部且筛粉室的外侧壁与2个支撑柱的端头连接，筛粉室底部左右两侧的内侧壁上均设置有滑台，筛网的左右两侧设置有凹槽，凹槽与滑台相配合；

旋转筛粉刮片构件设置在筛粉室的内壁且位于筛网的上方；

筛粉室的上方依次固定设置有扩散通道、落粉通道、落粉室、真空工作室且筛粉室、扩散通道、落粉通道、落粉室、真空工作室的内部连通，吸粉管Ⅰ、吸粉管Ⅱ分别设置在落粉室3的左右两侧且吸粉管Ⅰ、吸粉管Ⅱ均与落粉室内部连通；真空工作室的顶壁设置有排气孔，真空工作室的内顶壁固定设置有电机Ⅲ且电机Ⅲ的输出轴竖直设置在真空工作室内，输出轴通过联轴器Ⅲ与固定轴的顶端连接，风扇套装设置在固定轴的底部；

筛粉室的下方依次固定设置有束粉通道、集粉通道、集粉箱，集粉箱内设置有收粉抽屉，筛粉室、束粉通道、集粉通道、收粉抽屉的内部连通，加热室设置在集粉箱的底部且位于收粉抽屉的下方，加热室的内壁固定设置有隔热垫，加热室内设置有加热棒，加热棒外接温度控制仪；

控制器固定设置在支撑柱上，电机Ⅲ、温度控制仪与控制器连接；

进一步地，所述旋转筛粉刮片构件包括旋转筛粉刮片辊Ⅰ、旋转筛粉刮片辊Ⅱ、连接轴Ⅰ、连接轴Ⅱ、联轴器Ⅰ、联轴器Ⅱ、电机Ⅰ、电机Ⅱ，连接轴Ⅰ、连接轴Ⅱ穿过筛粉室的侧壁且水平设置，旋转筛粉刮片辊Ⅰ套装设置在连接轴Ⅰ上，连接轴Ⅰ的一端通过联轴器Ⅰ与电机Ⅰ的输出端连接，旋转筛粉刮片辊Ⅱ套装设置在连接轴Ⅱ上，连接轴Ⅱ的一端通过联轴器Ⅱ与电机Ⅱ的输出端连接，电机Ⅰ、电机Ⅱ分别设置在筛粉室相对应的侧壁外侧，电机Ⅰ、电机Ⅱ分别与控制器连接；

进一步地，所述吸粉管Ⅰ的端部设置有扁嘴吸头，扁嘴吸头的吸口Ⅰ内壁两端设置有支撑座Ⅰ、支撑座Ⅱ且支撑座Ⅰ、支撑座Ⅱ的位置相对应，支撑座Ⅰ、支撑座Ⅱ上均设置有轴孔，轴孔内设置有旋转轴，旋转轴上套装设置有旋转毛刷；

进一步地，所述吸粉管Ⅱ的端部设置有斜角吸头，斜角吸头的吸口Ⅱ与水平方向的倾斜角度为30º；

所述筛网上均匀设置有若干个筛孔；

更进一步地，所述旋转筛粉刮片辊Ⅰ、旋转筛粉刮片辊Ⅱ为奥氏体不锈钢辊；

更进一步地，所述加热棒为U型结构；

更进一步地，所述旋转毛刷为尼龙毛刷；

更进一步地，所述筛网外侧壁设置有把手；

本发明的有益效果：

（1）本发明的装置提供封闭的集粉筛粉环境，避免扬尘，降低了环境污染及燃爆风险；

（2）扁嘴吸头处的旋转毛刷与粉体之间通过滚动摩擦增大吸力，使更多的粉体通过吸粉管进入落粉室中，提高了吸粉效率，斜角吸头有利于收集成型室内夹角或缝隙处的粉末，使回收更彻底，既能降低材料成本的损耗，又能保证其它粉末材料的成形不受影响；

（3）筛网沿着滑台移动并可取出，选择不同筛孔孔径大小的筛网来实现不同粒径粉体的回收，同时可将未通过筛网的粉末杂质倒出，提高筛粉效率；

（4）筛过的粉体直接进入收粉抽屉中被快速收集保存，减少运转过程中的粉体浪费，节省人力成本；

（5）加热室对收粉抽屉中的粉体进行加热烘干，能排出粉体表面在筛粉过程中吸附的水气，以备下次重新利用，节省时间成本；

（6）由控制器控制电机Ⅰ、电机Ⅱ、电机Ⅲ的转速，自动化操作加速筛粉、集粉的同步化进程，并严格控制加热烘干温度，显著提高粉体的筛粉、回收及烘干效率。

附图说明

图1为实施例1用于SLM粉体的回收装置的示意图；

图2为实施例1用于SLM粉体的回收装置的剖面图；

图3为实施例1用于SLM粉体的回收装置的筛粉室内部结构示意图；

图4为实施例1用于SLM粉体的回收装置的筛网示意图；

图5为实施例1用于SLM粉体的回收装置的加热室示意图；

图6为实施例1用于SLM粉体的回收装置的扁嘴吸头示意图；

图7为实施例1用于SLM粉体的回收装置的扁嘴吸头俯视图；

图8为实施例1用于SLM粉体的回收装置的斜角吸头主视图；

图9为实施例1用于SLM粉体的回收装置的斜角吸头侧视图；

图中：1-底座，2-支撑柱，3-落粉室，4-落粉通道，5-扩散通道，6-筛粉室，7-旋转筛粉刮片构件，701-旋转筛粉刮片辊Ⅰ，702-旋转筛粉刮片辊Ⅱ，703-连接轴Ⅰ，704-连接轴Ⅱ，705-联轴器Ⅰ，706-联轴器Ⅱ，8-电机Ⅰ，9-电机ⅠⅠ，10-把手，11-筛网，12-凹槽，13-滑台，14-束粉通道，15-集粉通道，16-集粉箱，17-收粉抽屉，18-加热室，19-加热棒，20-隔热垫，21-控制器，22-万向轮，23-拉手，24-真空工作室，25-排气孔，26-电机ⅠⅡ，27-联轴器ⅠⅡ，28-风扇，29-固定轴，30-吸粉管Ⅰ，31-吸粉管Ⅱ，32-扁嘴吸头，33-斜角吸头，34-支撑座Ⅰ，35-支撑座Ⅱ，36-旋转轴，37-旋转毛刷，38-吸口Ⅰ，39-吸口Ⅱ。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1~9所示，一种用于SLM粉体的回收装置，包括底座1、2个支撑柱2、落粉室3、落粉通道4、扩散通道5、筛粉室6、旋转筛粉刮片构件7、筛网11、束粉通道14、集粉通道15、集粉箱16、收粉抽屉17、加热室18、控制器21、4个万向轮22、真空工作室24、吸粉管Ⅰ30、吸粉管Ⅱ31；

4个万向轮22分别设置在底座1下表面的四角，2个支撑柱2分别设置在底座1顶端的两侧，筛粉室6固定设置在支撑柱2的顶部且筛粉室6的外侧壁与2个支撑柱2的端头连接，筛粉室6底部左右两侧的内侧壁上均设置有滑台13，筛网11的左右两侧设置有凹槽12，凹槽12与滑台13相配合；

旋转筛粉刮片构件7设置在筛粉室6的内壁且位于筛网11的上方；

筛粉室6的上方依次固定设置有扩散通道5、落粉通道4、落粉室3、真空工作室24且筛粉室6、扩散通道5、落粉通道4、落粉室3、真空工作室24的内部连通，吸粉管Ⅰ30、吸粉管Ⅱ31分别设置在落粉室3的左右两侧且吸粉管Ⅰ30、吸粉管Ⅱ31均与落粉室3内部连通；真空工作室24的顶壁设置有排气孔25，真空工作室24的内顶壁固定设置有电机Ⅲ26且电机Ⅲ26的输出轴竖直设置在真空工作室24内，输出轴通过联轴器Ⅲ27与固定轴29的顶端连接，风扇28套装设置在固定轴29的底部；

筛粉室6的下方依次固定设置有束粉通道14、集粉通道15、集粉箱16，集粉箱16内设置有收粉抽屉17，筛粉室6、束粉通道14、集粉通道15、收粉抽屉17的内部连通，加热室18设置在集粉箱16的底部且位于收粉抽屉17的下方，加热室18的内壁固定设置有隔热垫20，加热室18内设置有加热棒19，加热棒19外接温度控制仪；

控制器21固定设置在支撑柱2上，电机Ⅲ26、温度控制仪与控制器21连接；

旋转筛粉刮片构件7包括旋转筛粉刮片辊Ⅰ701、旋转筛粉刮片辊Ⅱ702、连接轴Ⅰ703、连接轴Ⅱ704、联轴器Ⅰ705、联轴器Ⅱ706、电机Ⅰ8、电机Ⅱ9，连接轴Ⅰ703、连接轴Ⅱ704穿过筛粉室6的侧壁且水平设置，旋转筛粉刮片辊Ⅰ701套装设置在连接轴Ⅰ703上，连接轴Ⅰ703的一端通过联轴器Ⅰ705与电机Ⅰ8的输出端连接，旋转筛粉刮片辊Ⅱ702套装设置在连接轴Ⅱ704上，连接轴Ⅱ704的一端通过联轴器Ⅱ706与电机Ⅱ9的输出端连接，电机Ⅰ8、电机Ⅱ9分别设置在筛粉室6相对应的侧壁外侧，电机Ⅰ8、电机Ⅱ9分别与控制器21连接；

吸粉管Ⅰ30的端部设置有扁嘴吸头32，扁嘴吸头32的吸口Ⅰ38内壁两端设置有支撑座Ⅰ34、支撑座Ⅱ35且支撑座Ⅰ34、支撑座Ⅱ35的位置相对应，支撑座Ⅰ34、支撑座Ⅱ35上均设置有轴孔，轴孔内设置有旋转轴36，旋转轴36上套装设置有旋转毛刷37；

吸粉管Ⅱ31的端部设置有斜角吸头33，斜角吸头33的吸口Ⅱ39与水平方向的倾斜角度为30º；

筛网11上均匀设置有若干个筛孔；

旋转筛粉刮片辊Ⅰ701、旋转筛粉刮片辊Ⅱ702为奥氏体不锈钢辊；

加热棒19为U型结构；

旋转毛刷37为尼龙毛刷；

筛网11外侧壁设置有把手10；

工作过程：

回收开始前，将筛网11沿着筛粉室6内侧底端的滑台13插入筛粉室6底部，按下控制器21的运行按钮启动电机Ⅰ 8、电机Ⅱ 9及电机Ⅲ 26，电机Ⅰ 8通过联轴器Ⅰ 705带动连接轴Ⅰ 703转动，进而带动旋转筛粉刮片辊Ⅰ 701转动，电机Ⅱ 9通过联轴器Ⅱ 706带动连接轴Ⅱ 704转动，进而带动旋转筛粉刮片辊Ⅱ 702转动，电机Ⅲ 26通过联轴器Ⅲ 27带动固定轴29转动，进而使风扇28高速转动，将装置内的空气从排气孔25抽出，使装置内部产生负压，进而产生吸力。

对工作平面上未被成形的粉体进行回收时，将吸粉管Ⅰ 30端部连接的扁嘴吸头32与粉体滚动接触，粉体从吸口Ⅰ 38被吸入；在对成形室中夹角或缝隙处的粉体进行回收时，将吸粉管Ⅱ 31端部连接的斜角吸头33对准目标处，粉体从吸口Ⅱ 39被吸入，在装置内部吸力的作用下，粉体和空气一同沿着吸粉管Ⅰ 30或吸粉管Ⅱ 31落入落粉室3中，空气从真空工作室24上端的排气孔25排出，而粉体依次通过落粉室3、落粉通道4、扩散通道5，最后落向筛粉室6内的筛网11上；旋转筛粉刮片辊Ⅰ 701和旋转筛粉刮片辊Ⅱ 702在筛网11上不断刮动粉体，需求粒径范围的粉体经过筛网11上的筛孔后沿着束粉通道14落向集粉通道15中，完成筛粉步骤。

在粉体收集过程中，由于集粉通道15与收粉抽屉17内部连通，筛过的粉体直接落入收粉抽屉17中；按下控制器21上的加热按钮使加热室18中的加热棒19通电加热，由于加热室18内壁的下侧及左右两侧均设置了隔热垫20，U型加热棒19产生的热量只能通过收粉抽屉17传导，进而加热粉体，使吸附在粉体上的水气蒸发，完成烘干步骤。当需要粉体时，向外拉动拉手23，取出收粉抽屉17，将粉末装入送粉装置中，即可以进行SLM成形。未经过筛网11的粉体为杂质，向外拉动把手10，沿着滑台13取下筛网11并倒出杂质，即可进行新一轮的粉体筛粉与回收。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。