一种3D打印用金属粉末制粉设备的制作方法

文档序号:12895632阅读:504来源:国知局

本实用新型涉及金属粉末制备领域,特别涉及一种能连续生产3D打印用金属粉末的装置。



背景技术:

近年来,3D打印制造技术发展迅速,受到世界各国的极大关注。适用于3D打印的微细球形金属粉末的开发制备是3D打印的一个重要瓶颈。3D打印用金属粉末需满足粒径细小(主要选用粒径10~53um段)、粒度分布窄、球形度高、流动性好、氧含量低和松装密度高等特点。目前国内高质量的微细球形金属粉末的制备还处在实验室研究阶段,尚无法实现产业化生产,限制了国内3D打印制造技术的发展。而气体雾化法是目前生产金属粉末的一种主要方法,其原理是:利用高速气流冲击金属熔液将液体金属破碎成细小的液滴并快速冷却凝固,从而形成金属粉末。气雾化制粉技术生产效率高、成本低,是目前比较可行的高效制备球形粉末的技术。但金属在雾化成为金属粉末的过程中需要尽量减少污染,真空条件必不可少,目前的离心雾化设备中,旋转电极雾化设备的转速因为机械原因无法提高,过低的转速使球形粉颗粒过大,但如果旋转电极雾化设备的转速提高,又只能使用非常昂贵的机械和密封系统,因此改进是必要的。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种可制备粒径细小、粒度分布窄、球形度高、流动性好、氧含量低和松装密度高的3D打印用金属粉末制粉设备。

为解决上述技术问题,本实用新型提出的技术方案为:

一种3D打印用金属粉末制粉设备,包括机架平台,还包括依次连通的真空熔炼装置、雾化装置以及粉末收集装置,所述真空熔炼装置包括设于所述机架平台上的真空熔炼炉以及设于真空熔炼炉内的熔炼坩埚和保温炉,所述雾化装置包括设于机架平台上的雾化罐以及设于雾化罐顶部的雾化喷盘,所述保温炉通过底部设置的导流管与所述雾化喷盘连通,所述真空熔炼炉和雾化罐均通过管道与一抽真空系统连通。

作为上述技术方案的进一步改进:

优选的,所述机架平台上设有中频加热电源,所述真空熔炼炉通过所述中频加热电源加热。

优选的,所述机架平台上设有一用于往所述熔炼坩埚内在线添加合金及微量元素的旋转式加料器。

优选的,所述真空熔炼炉与抽真空系统之间的管道上设有用于向真空熔炼炉内充入惰性气体的充气阀。

优选的,所述真空熔炼炉内设有用于对所述熔炼坩埚内的金属材料进行搅拌的搅拌杆,所述搅拌杆一端伸出于真空熔炼炉的炉盖外。

优选的,所述雾化喷盘为紧耦合式喷雾盘。

优选的,所述雾化罐上设有气体高压阀门。

优选的,所述抽真空系统主要由机械泵、罗茨泵和扩散泵构成。

优选的,所述粉末收集装置包括第一接粉罐和第二接粉罐,所述第一接粉罐直接密封连接于所述雾化罐的正下方,所述第二接粉罐通过一旋风除尘器连接于所述雾化罐的一侧。

优选的,所述旋风除尘器顶部设有排气管。

与现有技术相比,本实用新型的优点在于:

本实用新型的3D打印用金属粉末制粉设备,通过设置雾化装置、真空熔炼装置以及抽真空系统,在抽真空系统对雾化装置和真空熔炼装置抽真空至一定的真空度时,即可对真空熔炼装置中熔炼坩埚内的金属材料进行熔融处理,并通过雾化装置中的雾化喷盘对经保温炉保温后的熔融金属进行雾化处理。可制备粒径细小、粒度分布窄、球形度高、流动性好、氧含量低和松装密度高的3D打印用金属粉末和粉末冶金用金属粉末。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图例说明:

1、熔炼坩埚;2、抽真空系统;3、真空熔炼炉;4、雾化罐;5、中频加热电源;6、保温炉;7、充气阀;8、导流管;9、气体高压阀门;10、雾化喷盘;11、第一接粉罐;12、旋风除尘器;13、第二接粉罐;14、排气管;15、机架平台;16、旋转式加料器;17、搅拌杆。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型,下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述,但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。

实施例1

参见图1,本实用新型的3D打印用金属粉末制粉设备的一种实施例,包括机架平台15以及依次连通的真空熔炼装置、雾化装置以及粉末收集装置,真空熔炼装置包括真空熔炼炉3、熔炼坩埚1和保温炉6,真空熔炼炉3设于机架平台15上,熔炼坩埚1和保温炉6设于真空熔炼炉3内,且熔炼坩埚1位于保温炉6的上方。雾化装置包括雾化罐4和雾化喷盘10(紧耦合式喷雾盘),雾化罐4设于机架平台15上,雾化喷盘10设于雾化罐4顶部并位于保温炉6的下方,保温炉6通过底部设置的导流管8与雾化喷盘10连通,真空熔炼炉3和雾化罐4均通过管道与一抽真空系统2(主要由机械泵、罗茨泵和扩散泵构成)连通。本实用新型通过设置雾化装置、真空熔炼装置以及抽真空系统,在抽真空系统对雾化装置和真空熔炼装置抽真空至一定的真空度时,即可对真空熔炼装置中熔炼坩埚内的金属材料进行熔融处理,并通过雾化装置中的雾化喷盘对经保温炉保温后的熔融金属进行雾化处理。其可制备粒径细小、粒度分布窄、球形度高、流动性好、氧含量低和松装密度高的3D打印用金属粉末和粉末冶金用金属粉末。

本实施例中,机架平台15上还设有中频加热电源5以及旋转式加料器16,真空熔炼炉3通过中频加热电源5加热;旋转式加料器16用于往熔炼坩埚1内在线添加合金及微量元素。

本实施例中,真空熔炼炉3与抽真空系统2之间的管道上设有充气阀7,用于向真空熔炼炉3内充入惰性气体(氩气或氮气)至炉内微正压。

本实施例中,真空熔炼炉3内插设有搅拌杆17,搅拌杆17一端伸出于真空熔炼3炉的炉盖外。搅拌杆17用于对熔炼坩埚1内的金属材料进行搅拌,避免熔炼坩埚1内的金属材料在熔化过程中出现架桥、结拱情况发生。

本实施例中,雾化罐4上设有气体高压阀门9。开启气体高压阀门9,即可通过雾化喷盘10对顺着导流管8流向雾化喷盘10的金属液体进行高压喷雾制粉。

本实施例中,粉末收集装置包括第一接粉罐11和第二接粉罐13,第一接粉罐11直接密封连接于雾化罐4的正下方,第二接粉罐13通过一旋风除尘器12连接于雾化罐4的一侧。旋风除尘器12顶部设有排气管14。制成的粉末大部分集中收集至第一接粉罐11内,少量细粉经旋风除尘器12集中后收集至第二接粉罐13内,进入系统的气体通过排气管14排至室外或通过布袋除尘器后排至室外。

本实施例中,机架平台15为钢架平台,其包括扶梯、平台等,主要是对整个设备进行支撑固定,同时方便技术员对设备进行操作和维护维修。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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