一种等离子雾化制粉系统的制作方法

1.本实用新型涉及3d打印粉末制备技术领域，具体涉及一种等离子雾化制粉系统。


背景技术：

2.3d打印是一种通过逐层打印任意形状模型的截面并堆积的先进成型技术，在医疗卫生、航空航天和机械电子等领域有广泛的应用前景。3d打印的材料非常广泛，高分子、陶瓷、金属材料等均能打印成型。3d打印耗材要求能够液化、粉末化，并具有合理的机械性能。金属零件3d打印作为整个3d打印体系中最为前沿和最具潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。
3.高质量球形金属粉末是冶金成形、3d打印等生产领域所必须的重要原料，近几年随着3d打印等技术的快速发展，对金属粉末原料的需求量越来越大，同时对粉末的粒度、纯净度要求逐步提高。
4.等离子旋转电极雾化制粉具有球形度高、氧含量低等特点，因此对应质量要求较高的金属粉末大多采用等离子旋转电极雾化制粉。目前国内等离子旋转电极雾化制粉设备主要以工业级应用为主，现有技术中的等离子旋转电极雾化设备是等离子枪位置固定，电极棒料和高转速电机固定在基座上，通过伺服电机将电极棒料向等离子枪一侧移动进给，等离子枪与电极棒料产生电弧熔化电极棒料，在离心力的作用下金属液沿熔化端面切线方向被甩成条或带，进而再离散成液滴，凝固形成粉末颗粒。棒料直径为50
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100mm之间，电极棒料工作转速在10000
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20000r/min之间，由于等离子枪的位置固定，电极棒料既要高速旋转同时又要进给，棒料的振动较大，生产出来的粉末粒径比较大，粉末的质量不是很好。


技术实现要素：

5.本实用新型针对目前棒料既要旋转又要进给导致棒料的振动较大，生产出来的金属粉末粒径较大，质量不是很好的问题，提供一种等离子雾化制粉系统。
6.为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：
7.一种等离子雾化制粉系统，包括雾化仓、等离子枪、进给机构和旋转机构，所述进给机构和所述旋转机构与所述雾化仓连接，棒料安装在旋转机构上，所述等离子枪安装在所述进给机构上；所述旋转机构用于控制所述棒料转动，所述进给机构用于控制所述等离子枪的进退。
8.优选的，所述雾化仓上设有第一轴承和第二轴承，所述旋转机构与所述第一轴承通过动密封连接，所述等离子枪与所述第二轴承也通过动密封连接。通过第一轴承、第二轴承分别对旋转机构和等离子枪提供支撑力，同时通过动密封的方式对旋转机构和等离子枪进行密封，使得空气不会进入到雾化仓内。
9.优选的，所述进给机构包括进给电机、基座和滑动块，所述进给电机上连接有丝杆，所述丝杆的两端安装在所述基座上，所述滑动块安装在所述等离子枪的底部，所述滑动块内设有与所述丝杆匹配的螺纹，所述滑动块套设在所述丝杆外。进给电机的转动带动丝
杆旋转，丝杆旋转带动滑动块的移动，从而实现等离子枪的进退。在基座上可以安装轴承，丝杆的两端穿过轴承，通过轴承对丝杆提供支撑力。
10.优选的，所述基座上还安装有导轨，所述滑动块的底部位于所述导轨内。将滑动块的底部安装到导轨内，可以通过导轨对滑动块进行导向。
11.优选的，所述雾化仓上连接有氧含量检测仪，通过氧含量检测仪可以检测到雾化仓内的氧含量。
12.优选的，所述雾化仓连接有真空泵和真空计，通过真空计检测雾化仓内的真空度，然后通过真空泵对雾化仓进行抽真空处理。
13.优选的，所述雾化仓与惰性气体源连接，向雾化仓内充氩气等惰性气体对棒料和制得的粉末进行保护。
14.优选的，还包括机械手、料架和真空仓，所述真空仓与所述雾化仓连通，所述料架上安装有若干个棒料，所述机械手用于将所述棒料安装到所述旋转机构上。现有技术中的一根棒料生产完后需要手动打开雾化仓换新的棒料，这样一方面浪费时间和人力，另一方面每次打开后空气就会进入雾化仓，更换完成后需要重新抽真空后在充入惰性气体，会造成惰性气体的浪费。
15.优选的，所述料架为弧形的链式料架，所述料架上安装有驱动电机，所述驱动电机用于驱动链式料架转动，所述真空仓上设有加料口。将料架设计为弧形的绕着雾化仓布置，链式料架相当于现有技术中的自动传动生产线，可以自动地将棒料转动，通过加料口可以对料架进行补料。
16.优选的，还包括料头仓，所述料头仓用于存放废弃的棒料，机械手将旋转机构上的剩余的料头取下可以存放进料头仓内。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型通过将旋转机构和进给机构分开，通过旋转机构控制棒料旋转，进给机构单独控制等离子枪进给，这样在生产粉末时，棒料就只需要旋转不再需要进给，从而本实用新型相比于现有技术中的棒料又旋转又进给产生的振动小，等离子枪制粉后得到的粉末也较细，粉末的质量越高。
附图说明：
18.图1为本实用新型提供的等离子雾化制粉系统的结构示意图一；
19.图2为本实用新型提供的等离子雾化制粉系统的结构示意图二。
20.图中标记：1
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雾化仓，2
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等离子枪，3
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进给机构，31
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进给电机，32
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基座，33
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滑动块，34
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导轨，35
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丝杆，4
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旋转机构，5
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棒料，6
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氧含量检测仪，7
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真空泵，8
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真空计，9
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惰性气体源，10
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机械手，11
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料架，12
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真空仓，13
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加料口，14
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料头仓，15
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收粉仓。
具体实施方式
21.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、
“
后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
25.如图1和图2所示，本实用新型提供了一种等离子雾化制粉系统，包括雾化仓1、等离子枪2、进给机构3和旋转机构4，所述进给机构3和所述旋转机构4均与所述雾化仓1连接，棒料5安装在旋转机构4上，所述等离子枪2安装在所述进给机构3上；所述旋转机构4用于控制所述棒料5转动，所述进给机构3用于控制所述等离子枪2的进退。旋转机构4安装在雾化仓1的一侧，进给机构3安装在雾化仓1的另一侧，旋转机构4和进给机构3相对设置，这样棒料5和等离子枪2是相对的。为了保证收粉，在雾化仓1的底部安装有收粉仓15。
26.旋转机构4包括旋转电机以及支撑旋转电机的底座，在雾化仓1上安装有第一轴承对旋转电机进行支撑，旋转电机与雾化仓1之间通过旋转式的动密封进行连接，防止空气进入到雾化仓1内。
27.进给机构3包括进给电机31、基座32、导轨34和滑动块33，所述进给电机31的输出轴上连接有丝杆35，所述丝杆35的两端通过轴承安装在所述基座32上，所述滑动块33安装在所述等离子枪2的底部，所述滑动块33内设有与所述丝杆35匹配的螺纹，所述滑动块33套设在所述丝杆35外。在雾化仓1上安装第二轴承对等离子枪2进行支撑，等离子枪2和雾化仓1之间采用往复式的动密封连接。
28.为了进一步确保等离子枪2的稳定性，因此在基座32上安装有导轨34，将滑动块33的底部的截面设计为倒t型，导轨34的截面为u型且顶部的两侧向内延伸将滑动块33挡住，防止滑动块33滑出，滑动块33的底部位于导轨34内，这样滑动块33带动等离子枪2前进或后退时，导轨34可以对滑动块33具有一定的导向作用。进给电机31最好选用伺服电机能更精准的控制等离子枪2的进退，伺服电机的行程大约为500
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700mm，伺服电机的行程大于棒料5的长度。
29.为了保证粉末的质量，在进行制粉时氧气的含量不能超标，因此在雾化仓1内安装有真空计8和氧含量检测仪6，以便能时刻检测雾化仓1内的真空度以及氧气的含量，雾化仓1还安装有真空泵7，通过真空泵7将雾化仓1内的气体抽掉，雾化仓1与惰性气体源连通，本实施例选用氩气作为惰性气体源，将惰性气体源9与雾化仓1连接。
30.为了保证生产效率，因此在雾化仓1的旁边还安装了一个真空仓12，真空仓12与雾化仓1连通，真空仓12内安装有机械手10、料架11。本实施例中的料架11选用可旋转的链式料架11，料架11上放置有若干个棒料5，当旋转机构4上的棒料5用完后通过机械手10将剩余的料头取下放进料头仓14内，然后在将料架11上的棒料5放置到旋转机构4上。机械手10的结构以及控制是现有技术，本技术不在赘述。
31.每放置一个棒料5，料架11的驱动电机就驱动料架11旋转一个位置，这样可以等料架11上的棒料5全部用完后在打开真空仓12上的加料口13进行加料，防止多次打开加料口
13导致空气进入，料架11的结构相同于现有技术的自动化设备中的料架，因此本实用新型不在赘述。为了节省空间，将料架11设计为弧形的闭合形式，这样就可以将料架11围绕着雾化仓1设置。当然可以在真空仓12与雾化仓1之间设置一个仓门隔开，需要换料的时候在将这个仓门打开即可。
32.工作过程：首先将若干个棒料5安装到料架11上，通过真空泵7抽取雾化仓1内的空气，同时向雾化仓1内填充氩气，本实施例中的真空度要大于5
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‑2pa，通过氧含量检测仪6检测雾化仓1内的氧气含量，保证其中的氧气含量低于50ppm。最好是等每次料架11上的棒料5使用完抽掉雾化仓1内的氩气，然后在打开加料口13向料架11上加棒料5。换料时，机械手10伸出抓住旋转机构4上剩余的料头，将剩余的料头取下；机械手10将料头放置料头仓14，然后抓取新的棒料5换到旋转电机上，如此反复循环。
33.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。