金属粉末混粉器的制作方法

1.本实用新型涉及激光增材制造技术领域，特别涉及一种金属粉末混粉器。


背景技术：

2.多种金属粉末混合后进行梯度打印越来越多的被应用到各种增材制造案例中，而金属粉末的混合，其混合的均匀性直接影响到打印零件的整体质量，现有的金属粉末混合设备对多种金属粉末的混合效果差，均匀性不高，导致打印梯度零件可能会出现成分不均匀，各项异性，从而可能会导致气孔、裂纹、未熔合、变形、表面粗糙度高等缺陷，这些缺陷会直接降低零件的使用寿命、降低工作效率、增加制造成本。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种金属粉末混粉器，解决现有设备对金属粉末混合不均匀的问题。
4.本实用新型的技术问题解决方案：
5.一种混粉辊，其特征在于，包括搅拌轴和设置在搅拌轴周侧面的搅拌部件，所述搅拌部件包括设置在同层的第一搅拌件和第二搅拌件，所述第一搅拌件与第二搅拌件绕搅拌轴的轴线旋转对称设置。
6.进一步限定，所述第一搅拌件的螺旋角度与第二搅拌件的螺旋角度相同，第一搅拌件的螺旋角度与第二搅拌件的螺旋方向相同。
7.进一步限定，所述搅拌部件还包括与第一搅拌件和第二搅拌件设置在同层的第三搅拌件和第四搅拌件，所述第三搅拌件和第四搅拌件设置在搅拌轴的周侧面，所述第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件交错设置。
8.进一步限定，所述第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件搅拌轴的轴线旋转对称设置，并且第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件等间距设置。
9.进一步限定，所述第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件结构相同或者非相同。
10.进一步限定，所述第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件为螺旋叶片或者圆柱齿，当第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件为圆柱齿时，所述圆柱齿设置方向与搅拌轴之间存在夹角。
11.进一步限定，所述搅拌部件设置有多层，每层所述搅拌部件结构相同或者不同，当每层所述搅拌部件结构相同时，相邻搅拌部件交错设置并且螺旋方向相反。
12.基于上述混粉辊所形成的金属粉末混粉器，其特征在于，包括依次连通的进粉管、混粉腔、混粉管和出粉管，所述混粉辊沿混粉管的轴线设置在混粉管的内部，所述进粉管的数量至少为2个。
13.进一步限定，所述进粉管通过扩散段与混粉腔连通，所述扩散段为喇叭口结构，扩散段的窄口端与进粉管端部连接，扩散段的扩口端与混粉腔连接。
14.进一步限定，所述进粉管上设置有堵头。
15.本实用新型的有益效果在于：
16.本实用新型提供了一种混粉辊，在搅拌轴上设置搅拌部件为旋转对称设置的第一搅拌件和第二搅拌件，并且第一搅拌件和第二搅拌件同层设置，并且第一搅拌件和第二搅拌件的螺旋角度和螺旋方向相同，提高搅拌效率，再增加结构与第一搅拌件和第二搅拌件相同或者不同的第三搅拌件和第四搅拌件，增加搅拌效率，搅拌部件设置有多层的时候利用每层结构相同或者不同并且交错设置最大限度地提高搅拌的均匀性提高搅拌效率；本实用新型提供的一种安装混粉辊的金属粉末混粉器，通过进粉管将金属粉末从吹入混粉腔时，会进行第一次的混合，进粉管设置多个，可以实现多种金属粉末的混合配置，混粉腔与进粉管之间的扩散段采用喇叭口结构，利用文丘里效应可将各种金属粉末进入混粉腔的瞬间快速扩散，使得第一次的混合更加充分，提高混合效率的同时也提高了混合的均匀性，金属粉末在进入混粉管后在混粉辊的搅拌下再进行二次混合，从而通过两次混合使得混合后金属粉末均匀性更高，结构简单，成本低，同时能够提高生产效率。
附图说明
17.图1为本实用新型搅拌部件为螺旋叶片的混粉辊结构；
18.图2为本实用新型搅拌部件为圆柱齿的混粉辊结构；
19.图3为本实用新型搅拌部件包括螺旋叶片和圆柱齿的混粉辊结构；
20.图4为本实用新型金属粉末混粉器的整体结构示意图；
21.图中，1-进粉管；2-混合腔；3-密封圈；4-汇合腔；5-混粉管；6-混粉辊；61-搅拌轴；62-搅拌部件；7-出粉管；8-锁紧管；9-螺钉。
具体实施方式
22.本实用新型提供了一种混粉辊，包括搅拌轴61和搅拌部件62，搅拌部件62设置在搅拌轴61的周侧，搅拌部件62包括设置在同一层的第一搅拌件和第二搅拌件，并且第一搅拌件和第二搅拌件绕着搅拌轴61的轴线旋转对称设置，第一搅拌件与第二搅拌件的结构相同或者不相同，当第一搅拌件与第二搅拌件的结构相同时，第一搅拌件和第二搅拌件的螺旋角度和螺旋方向均相同。
23.搅拌部件62还可以包括第三搅拌件和第四搅拌件，第三搅拌件与第四搅拌件与第一搅拌件和第二搅拌件交错设置，并且第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件都绕搅拌轴61的轴线旋转对称设置，第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件位于同一层，优选第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件等间距设置，即述第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件之间的夹角为90
°
；第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件的结构相同或者不相同，当结构相同时，第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件的结构为螺旋叶片或者圆柱齿。
24.在搅拌轴61上的搅拌部件62还可以设置为多层，每一层的搅拌部件62的结构相同或者不相同，当每一层的搅拌部件62的结构相同时，相邻的搅拌部件62交错设置并且螺旋方向相反，当第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件为螺旋叶片时，其螺旋角度可选为180
°
，当第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件均为圆柱齿时，其螺
旋角度为0
°
。
25.参见图1，优选每一层搅拌部件62包括第一搅拌件和第二搅拌件，当第一搅拌件和第二搅拌件为螺旋叶片时，每一个搅拌部件62的螺旋角度为180
°
，每2个搅拌部件62作为一组，每一组搅拌部件62为一层设置在搅拌轴61上，同一组的搅拌部件62螺旋方向相同，并且2个搅拌部件62绕搅拌轴61的轴线旋转对称设置，即同一组的搅拌部件62其中一个绕搅拌轴61的轴线转动180
°
即可与另一个搅拌部件62重合，无论是自上而下还是自下而上开始计同组搅拌部件62的层数，相邻两层的搅拌部件62螺旋方向相反，同时相邻两层的搅拌部件交错设置，其交错角度为90
°
，从而实现对金属粉末的充分搅拌混合。
26.参考图2，优选每一层搅拌部件62包括第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件，并且当第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件结构相同均为圆柱齿时，搅拌部件62均沿着搅拌轴61的径向方向设置，位于同一高度的搅拌部件62为同层叶片，同层叶片中通常为2～5个搅拌部件62，例如选为4个，同层叶片中的4个搅拌部件62等间距设置，即相邻2个搅拌部件62之间的夹角为90
°
，不同的同层叶片沿着搅拌轴61的轴线等间距设置，相邻的同层叶片交错设置，每一层的同层叶片与相邻的同层叶片之间的夹角与同层叶片相邻搅拌部件62之间夹角的一半，如图相邻的同层叶片交错位置的夹角为45
°
。
27.当搅拌部件62包括第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件时，并且第一搅拌件、第二搅拌件、第三搅拌件和第四搅拌件结构相同但是每层搅拌部件62结构不同时，搅拌辊上的螺旋叶片与圆柱齿设置方式多样，例如圆柱齿与螺旋叶片自上而下依次交替设置，也可以螺旋叶片与圆柱齿设置在同一层，搅拌轴61上设置多层。
28.参考图3，在搅拌轴61周侧面上的一半设置圆柱齿，设置方式与上述搅拌部件62均为圆柱齿的设置方式相同，在搅拌轴61周侧面上的另一半设置螺旋叶片，同样螺旋叶片的设置方式与上述的搅拌部件62均为螺旋叶片时设置方式相同。
29.参考图4，本实用新型还提供了一种使用上述混粉辊的金属粉末混粉器，包括依次连通的进粉管1、混粉腔、混粉管5和出粉管7，混粉辊6沿混粉管5的轴线设置在混粉管5的内部，进粉管1与混粉腔组成混合机构，混粉管5、混粉辊6和出粉管7组成搅拌机构，混合机构还包括外壳，进粉管1设置在外壳上，混粉腔设置在外壳内部，混粉管5与外壳底部连接。
30.其中，为了方便对混粉腔进行检修或者清理，优选将外壳设计为可拆卸结构，例如，外壳包括上端盖和下端底，上端盖和下端底之间的连接面平齐，在连接面上设置密封圈3来保证混粉腔的密封性，上端盖和下端底之间通过螺钉9连接。
31.混粉腔开设在外壳内部，所以上端盖和下端盖将混粉腔分为开设在上端盖内侧的混合腔2和开设在下端盖内侧的汇合腔4，混合腔2为球体结构的二分之一，使得金属粉末在吹入混合腔2时有更多的空间进行混合，汇合腔4则为圆锥结构，可以保证金属粉末能够有效落入混粉管5中，汇合腔4的扩口端与混合腔2相接，汇合腔4的窄口端与混粉管5连接，混合腔2的直径与汇合腔4底面的直径相等，汇合腔4与混合腔2组成混粉腔。
32.进粉管1的数量为多个，通常选为1～4个，进粉管1通常等间距地安装在上端盖上，进粉管1的进粉端位于外壳的外侧，进粉管1的出粉端延伸至外壳的内部，进粉管1的出粉端通过扩散段与混合腔2相连，扩散段为喇叭口结构，利用文丘里效应能够将金属粉末快速扩散，使得混合更加均匀彻底，扩散段的扩口端与混合腔2相接，扩散段的窄口端则与进粉管1的出粉端连接，进粉管1与水平方向之间存在夹角，使得所有进粉管1的轴线延长线的交点
位于混合腔2内部，保证不同的金属粉末通过对应的进粉管1吹入混合腔2中时能够混合在一起，达到一级混合的目的，提高混合效率和均匀性。
33.混粉管5安装在下端底的底部，混粉管5竖直安装，混粉辊6沿着混粉管5的轴线设置在混粉管5内部，使得从汇合腔4内部落下的混合金属粉末通过混粉辊6搅拌后进行二级混合，使得金属粉末混合更加彻底更加均匀；在混粉管5的出口端通过锁紧管8安装有出粉管7，出粉管7与混粉管5之间存在间距，混粉辊6的端部穿过混粉管5延伸至锁紧管8的内部，出粉管7与锁紧管8之间通过螺纹进行连接。
34.在使用时，将需要混合的多种粉末通过对应的进粉管1吹进混合腔2中，在将粉末吹入混合腔2时经过喇叭口的扩散段时利用文丘里效应可使各种粉末进入混合腔的瞬间快速扩散，扩散后的粉末在混合腔的空间内利用自身气流使得初次混合更加充分均匀；当需要混合的粉末种类少于进粉管时，可以将不使用的进粉管1堵塞避免粉末外扬。
35.随后粉末在初次混合后沿着汇合腔4进入设置混粉辊6的混粉管5中，初次混合的粉末在混粉辊6的搅拌下，利用搅拌部件62对粉末进行充分搅拌实现对粉末的深度混合，保证了粉末混合的均匀性。