[發(fā)明專利]一種3D打印金屬粉體材料制造設(shè)備及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811150130.8
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109128205A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 勵達(dá);徐飛鵬;程文進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波眾遠(yuǎn)新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B33Y70/00
• 代理公司: 北京思創(chuàng)大成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11614
• 代理人: 尹慧晶

一種3D打印金屬粉體材料制造設(shè)備及方法，包括加料裝置、熔煉裝置、霧化裝置及集粉系統(tǒng)，所述的加料裝置、熔煉裝置和霧化裝置從上至下依次設(shè)置，霧化裝置的出料口通過管路連接集粉系統(tǒng)的進(jìn)料口，輸出金屬粉體。本發(fā)明采用無坩堝高頻感應(yīng)加熱的方式熔煉預(yù)合金棒材，可制備高熔點(diǎn)、高純度鎳、鈦、鈮合金等3D打印金屬粉末。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬粉體材料的制造設(shè)備及材料制造方法，更具體地涉及一種新型高效率制備高純度、高熔點(diǎn)3D打印金屬粉體材料制造設(shè)備以及一種新型高效率制備高純度、高熔點(diǎn)3D打印金屬粉體材料制造方法的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

3D打印技術(shù)被譽(yù)為第三次工業(yè)技術(shù)革命，尋求一種或多種適用于金屬3D打印粉體材料制備的工藝及成套技術(shù)裝備是3D打印行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問題之一。目前，國內(nèi)大部分金屬3D打印粉體材料，特別是鈦合金、鋁合金、鈷鉻合金等粉體材料依靠進(jìn)口，價(jià)格高昂，而國內(nèi)打印粉體制備技術(shù)發(fā)展較為緩慢，主要體現(xiàn)在產(chǎn)量小、成本高、粉末批次穩(wěn)定性差等問題。

目前，現(xiàn)有無坩堝感應(yīng)熔煉氣霧化制粉技術(shù)具有以下技術(shù)問題：

一、采用開放式霧化噴嘴進(jìn)行粉體制備，細(xì)粉末出粉率較低。細(xì)粉末出粉率的高低取決于高壓惰性氣體與金屬液滴的相互作用，高壓氣體經(jīng)過霧化噴嘴進(jìn)入霧化桶后會迅速擴(kuò)散，高壓氣體的能量在擴(kuò)散過程中部分能量會發(fā)生損失。相對于氣體剛從噴口噴出時(shí)，氣體經(jīng)過一段飛行距離后作用到金屬液滴上的能量減弱，氣體速度降低，因此降低了惰性氣體和金屬液滴之間的氣液速度比和氣液質(zhì)量比，不利于金屬液滴的破碎，形成的金屬粉末較粗；

二、一根棒材熔煉霧化完成之后，將下一根棒材加入到加料倉中，然后需要進(jìn)行抽真空和惰性氣體置換操作，耗費(fèi)時(shí)間較長，生產(chǎn)效率較低，生產(chǎn)成本較高，且熔煉霧化結(jié)束后預(yù)合金棒材剩余的回料頭需要經(jīng)過加料倉取出，此時(shí)的回料頭仍處于高溫狀態(tài)，經(jīng)空氣后極易發(fā)生氧化和氮化現(xiàn)象，這就給回料頭的回收利用增加了難度；

三、現(xiàn)有技術(shù)中過濾除塵裝置多采用布袋除塵和立式濾芯除塵裝置，兩者存在明顯的缺陷是無法將霧化得到金屬粉體分類收集，且立式濾芯除塵裝置在除塵過程中過濾得到金屬粉末易堵塞前一級濾芯，需要人工定期清洗，甚至降低濾芯使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提供一種3D打印金屬粉體材料制造設(shè)備，另一方面本發(fā)明提供一種3D打印金屬粉體材料制造方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

作為本發(fā)明的一方面，提供了一種3D打印金屬粉體材料制造設(shè)備，包括加料裝置、熔煉裝置、霧化裝置及集粉系統(tǒng)。所述的加料裝置、熔煉裝置和霧化裝置從上至下依次設(shè)置，霧化裝置的出料口通過管路連接集粉系統(tǒng)的進(jìn)料口，輸出金屬粉體。

進(jìn)一步地，加料裝置包括依次連接的一級加料倉和主加料倉，加料倉間設(shè)有倉門，熔煉裝置包括主熔煉室和副熔煉室，所述的主熔煉室設(shè)置于主加料倉的下方，主熔煉室的進(jìn)料口與主加料倉的出料口相對應(yīng)，主熔煉室和副熔煉室之間設(shè)有倉門，前述副熔煉室用于存儲預(yù)合金棒材熔煉后的廢料，其中棒料轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)選擇傳輸帶的形式。

進(jìn)一步地，一級加料倉內(nèi)設(shè)有棒料傳輸機(jī)構(gòu)，棒料傳輸機(jī)構(gòu)上設(shè)有原料盤懸掛結(jié)構(gòu)，用于固定原料盤，前述原料盤用于掛裝預(yù)合金棒材；主加料倉內(nèi)設(shè)有機(jī)械手升降機(jī)構(gòu)，能夠抓取原料盤懸掛結(jié)構(gòu)并且降至主熔煉室的相應(yīng)位置；一級加料倉和副熔煉室通過管路連接第一真空泵。

進(jìn)一步地，原料盤設(shè)有4～6個(gè)卡槽，前述卡槽均勻分布在圓盤表面，各個(gè)卡槽的位置距離原料盤的圓周邊緣距離為30～50mm。

進(jìn)一步地，主加料倉和主熔煉室之間設(shè)有可自由開關(guān)的蓋板，主加料倉和主熔煉室分別通過管路連接第二真空泵。