一种高品质铁基3D打印用粉体的制备系统的制作方法

一种高品质铁基3d打印用粉体的制备系统
技术领域
1.本发明涉及金属粉末制备技术领域，具体涉及一种高品质铁基3d打印用粉体的制备系统。


背景技术：

2.目前3d打印所使用的金属颗粒大部分采用惰性气体真空气雾化工艺进行制备，在制备过程中金属原材料要在氧化物坩埚中进行熔炼，在熔炼过程中难免出现因坩埚中的非金属脱落而造成金属粉中混有杂质的问题，且与金属粉直径在同一数量级的杂质在传统机械筛选过程中很难去除。而3d打印激光选区熔化和激光熔敷，都是快速急冷成形工艺，该工艺的凝固速度快，激光或电子束等所形成的熔池区域较小，混入金属粉中的一些杂质很难像铸造等传统工艺一样被排出熔池外部。因此，如果混有杂质的金属粉被引入到3d打印所使用的粉体中很容易形成打印件内部的微小缺陷。


技术实现要素：

3.为了解决背景技术存在的技术问题，本发明提出的一种高品质铁基3d打印用粉体的制备系统。
4.本发明提出的一种高品质铁基3d打印用粉体的制备系统，包括：除杂装置和带有进料口和出料口的振动筛，其中：
5.除杂装置包括带有静电的的转棍、用于驱动转棍转动的驱动机构、以及用于收集物料的集料槽；
6.转棍位于振动筛出料口的下方并呈水平状态；
7.集料槽包括金属颗粒集料槽、中性颗粒集料槽和非金属颗粒集料槽，金属颗粒集料槽、中性颗粒集料槽和非金属颗粒集料槽均位于转棍的下方转棍的下方并沿转棍的旋转方向依次并列布置。
8.优选地，转棍的一侧设有可产生振动的振动板，振动板为弧形并与转棍同轴，且振动板与转棍之间预留有间距；金属颗粒集料槽位于振动板最低端的下方。
9.优选地，转棍远离振动板的一侧设有与转棍接触的刮刷，非金属颗粒集料槽位于刮刷的下方。
10.优选地，振动筛包括带有筛孔的上筛网与下筛网，上筛网与下筛网上下布置，且上筛网的筛孔大于下筛网的筛孔，上筛网水平布置，下筛网倾斜布置，且下筛网的最低端与振动筛出料口的下边缘弹性衔接。
11.优选地，下筛网最低端与振动筛出料口的下边缘通过具有弹性的连接片衔接。
12.优选地，振动筛的出料口设有导料部件，导料部件具有与出料口对接的导料通道，导料通道呈倾斜状态，且导料通道的最低端位于转棍的上方。
13.优选地，导料通道最低端的端口所在面为斜面，且端口所在面的倾斜方向与导料通道的倾斜方向相反。
14.优选地，除杂装置还包括壳体，壳体的顶部设有进料口，转棍位于壳体内并水平布置在壳体进料口的下方；壳体内部且位于转棍的下方经隔断形成金属颗粒集料槽、中性颗粒集料槽和非金属颗粒集料槽。
15.优选地，壳体的底部设有与金属颗粒集料槽连通的第一排料口、与中性颗粒集料槽连通的第二排料口和与非金属颗粒集料槽连通的第三集料槽。
16.优选地，还包括带有进料口和出料口的分选装置，振动筛的进料口与分选装置的出料口连接。
17.优选地，分选装置包括多个分选器，所有分选器依次连接以形成多级分选。
18.本发明中，通过振动筛对粉料进行筛选，以获取颗粒直径在同一数量级的粉料。由于粉料中的金属颗粒不会被静电吸附，而粉料中的杂质主要包括纯非金属材质的非金属颗粒和含有金属和非金属的中性颗粒，而金属颗粒、中性颗粒和非金属颗粒三者在粒径相同情况下，质量相差较大。因此，当颗粒直径在同一数量级的粉料落到转棍上时，粉料中的中性颗粒和非金属颗粒在静电吸附和摩擦力的作用下被吸附住，金属颗粒仅仅依靠转棍进行支撑。且随着转棍的转动，粉料中的金属颗粒、中性颗粒和非金属颗粒在转动离心力与自身重力的作用下被转棍逐步抛离出去，且三者抛出的运行轨迹会产生明显差异，即：质量最大的金属颗粒率先被转棍抛出去，质量介于金属颗粒与非金属颗粒之间的中性颗粒继金属颗粒被抛出后会跟随转棍一段后被抛出，而质量最小的非金属颗粒则最后被抛出。而被抛出金属颗粒则由金属颗粒集料槽集中收集，抛出的中性颗粒则由中性颗粒集料槽集中收集，抛出的杂质则由非金属颗粒集料槽集中收集。该结构的设置实现了与金属粉直径在同一数量级的杂质去除工作，提高金属颗粒的纯度，并实现了金属颗粒、中性颗粒以及非金属颗粒的分类收集，有利于资源的回收再利用。
附图说明
19.图1为本发明提出的一种高品质铁基3d打印用粉体的制备系统的结构示意图。
20.图2为本发明提出的一种高品质铁基3d打印用粉体的制备系统中所述除杂装置的结果示意图。
21.图3为本发明提出的一种高品质铁基3d打印用粉体的制备系统中所述振动筛的结构示意图。
具体实施方式
22.参照图1-3，本发明提出的一种高品质铁基3d打印用粉体的制备系统，包括：除杂装置和带有进料口和出料口的振动筛1，其中：
23.除杂装置包括带有静电的的转棍2、用于驱动转棍2转动的驱动机构、以及用于收集物料的集料槽。转棍2位于振动筛1出料口的下方并呈水平状态。集料槽包括金属颗粒集料槽3、中性颗粒集料槽4和非金属颗粒集料槽5，金属颗粒集料槽3、中性颗粒集料槽4和非金属颗粒集料槽5均位于转棍2的下方转棍2的下方并沿转棍2的旋转方向依次并列布置。具体工作方式如下：
24.预先由振动筛1对混有杂质的金属粉进行筛选，以获取颗粒直径在同一数量级的粉料。然后利用驱动机构驱动带有静电的的转棍2由金属颗粒集料槽3向非金属颗粒集料槽
3方向转动，以达到去除金属粉中颗粒直径在同一数量级的杂质。
25.其具体工作原理如下：
26.由于粉料中的杂质主要包括纯非金属材质的非金属颗粒和含有金属和非金属的中性颗粒，而金属颗粒、中性颗粒和非金属颗粒三者在粒径相同情况下，质量相差较大。
27.因此，随着转棍2的转动，金属颗粒、中性颗粒和非金属颗粒在转动离心力与自身重力的作用下被转棍2逐步抛离出去，且三者抛出的运行轨迹会产生明显差异，即：质量最大的金属颗粒率先被转棍2抛出去，质量介于金属颗粒与非金属颗粒之间的中性颗粒继金属颗粒被抛出后会跟随转棍2一段后被抛出，而质量最小的非金属颗粒则最后被抛出。而金属颗粒集料槽3又是排在转棍2转动方向的最前端，非金属颗粒集料槽5排在转棍2转动方向的最后端，中性颗粒集料槽4则处于金属颗粒集料槽3与非金属颗粒集料槽5之间，从而使得率先抛出的金属粉自动落到金属颗粒集料槽3中，而中性粉自动落到中性颗粒集料槽4中，非金属粉自动落到非金属颗粒集料槽5中。既实现了与金属粉直径在同一数量级的杂质去除工作，又实现了金属颗粒、中性颗粒以及非金属颗粒的分类收集，有利于资源的回收再利用。
28.具体的，本发明中，非金属颗粒和中性颗粒的具体形成原因如下：
29.由于金属粉在制备过程中金属原材料要在氧化物坩埚中进行熔炼，在熔炼过程中坩埚上的细小非金属颗粒脱落被引入最终的金属颗粒中形成非金属颗粒，同时，在熔炼过程中还存在坩埚的氧化物材质与金属液体的融合形成即含有金属又含有非金属的中性颗粒颗粒。
30.由上可知，本发明通过振动筛1对粉料进行筛选，以获取颗粒直径在同一数量级的粉料。由于粉料中的金属颗粒不会被静电吸附，而粉料中的杂质(包括非金属颗粒和中性颗粒)却可以被静电吸附。因此当颗粒直径在同一数量级的粉料落到转棍2上时，非金属颗粒和中性颗粒在静电吸附和摩擦力的作用下被吸附住，而金属颗粒仅仅依靠转棍2进行支撑。随着转棍2的转动，金属颗粒直接被抛出去，而中性颗粒与非金属颗粒在转动离心力与自身重力的作用下被转棍2逐步抛离出去。由于金属颗粒、中性颗粒和非金属颗粒三者在粒径趋于相同的情况下，质量相差较大，因此，转棍2在转动过程中，三者抛出的运行轨迹会产生明显差异。而被抛出金属颗粒则由金属颗粒集料槽3集中收集，抛出的中性颗粒则由中性颗粒集料槽4集中收集，抛出的杂质则由非金属颗粒集料槽5集中收集。
31.此外，本实施例中，转棍2的一侧设有可产生振动的振动板6，振动板6为弧形并与转棍2同轴，且振动板6与转棍2之间预留有间距；金属颗粒集料槽3位于振动板6最低端的下方。以使金属粉被抛出时，预先落到振动板6上，以利用振动板6的振动将抱团的粉料振散，进而使因与金属粉抱团被裹带出来的中性颗粒和非金属颗粒被振散后可以重新被吸附到转棍2上，并随着转棍2继续前行直至被抛出。而金属粉则随着振动板6的振动落到金属颗粒集料槽3中。振动板6的设置可有效解决因裹带而造成的杂质去除不彻底的问题。
32.具体的：振动板6包括振动器和由振动器提供振动源而产生振动的板体。
33.另外，由于非金属颗粒在转棍2上的吸附力往往较大，可能会出现非金属颗粒无法与转棍2彻底分离的问题。因此，本实施例在转棍2远离振动板6的一侧设置了与转棍2接触的刮刷7，以利用刮刷7在转棍2的转出侧进行清扫。
34.本实施例中，振动筛1包括带有筛孔的上筛网101与下筛网102，上筛网101与下筛
网102上下布置，且上筛网101的筛孔大于下筛网102的筛孔，上筛网101水平布置，下筛网102倾斜布置，且下筛网102的最低端与振动筛1出料口的下边缘弹性衔接。以利用上筛网101筛除粒径多大的颗粒，利用下筛网102筛除粒径过小的颗粒，从而使得进入除杂装置的粉体颗粒的粒径趋于相同。进而提高除杂效果。
35.具体的：下筛网102最低端与振动筛1出料口的下边缘通过具有弹性的连接片9衔接。
36.本实施例中，振动筛1的出料口设有导料部件8，导料部件8具有与出料口对接的导料通道，导料通道呈倾斜状态，且导料通道的最低端位于转棍2的上方。导料部件8的设置可以将粉料以一定的倾斜角度落到转棍2上，可降低粉料落到转棍2上的冲力。
37.具体的：导料通道最低端的端口所在面为斜面，且端口所在面的倾斜方向与导料通道的倾斜方向相反，以确保排料顺畅，并进一步缓解粉料与转棍2的冲击力。
38.本实施例中，除杂装置还包括壳体10，壳体10的顶部设有进料口，转棍2位于壳体10内并水平布置在壳体10进料口的下方；壳体10内部且位于转棍2的下方经隔断形成金属颗粒集料槽3、中性颗粒集料槽4和非金属颗粒集料槽5。具体的：壳体10的底部设有与金属颗粒集料槽3连通的第一排料口、与中性颗粒集料槽4连通的第二排料口和与非金属颗粒集料槽5连通的第三集料槽。
39.本实施例中，还包括带有进料口和出料口的分选装置，分选装置包括多个分选器11，所有分选器11依次连接以形成多级分选。振动筛1的进料口与分选装置的出料口连接。
40.本实施例中，转棍2连接有静电发生器，以利用静电发生器使其产生静电。
41.具体的：转棍2包括辊体和安装在辊体端部的碳刷滑环，静电发生器与碳刷滑环连接。
42.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。