[發明專利]3D打印合金粉末的快速制備裝置

在審

• 申請號: 201811387935.4
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109175393A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 王書杰;孟靜
• 申請（專利權）人: 孟靜
• 主分類號: B22F9/10
• 分類號: B22F9/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種3D打印合金粉末的快速制備裝置，涉及3D打印材料制備裝置技術領域。所述快速制備裝置在具有載料熔煉旋轉器的絕緣送料側口周邊布置多個等離子電極棒，等離子電極下方布置兩個高速旋轉的旋轉電極，等離子電極棒與旋轉電極間形成等離子電弧，等離子電弧加熱旋轉電極，并預熱絕緣送料側口。載料熔煉旋轉器內部形成高壓，在高壓及高速旋轉的作用下金屬液通過絕緣送料側口噴射至等離子弧中，被霧化并進一步噴至高溫旋轉電極上，旋轉電極進一步將金屬液霧化并縮小尺寸，經過冷卻室冷卻形成可用于3D打印的金屬及合金粉末。該裝置和方法制備的金屬合金粉末具有球形度高、產率高、尺寸小及成分均勻的特點。

技術領域

本發明涉及3D打印用材料技術領域，尤其涉及一種3D打印合金粉末的快速制備裝置。

背景技術

金屬合金3D打印是整個3D領域中最具有潛力，也是最前沿的技術。3D打印金屬合金粉末是打印金屬構件的關鍵材料，其制備難度大，因此價格居高不下，嚴重限制了金屬合金3D打印技術的發展。3D打印金屬合金粉末的顆粒通常要求顆粒均勻、成分均勻、氧含量低、球形度好且流動性好。常用的3D打印金屬合金粉末包括鈷鉻合金，鈦合金，不銹鋼等。目前，高端3D打印金屬合金粉末的制備技術主要被國外公司壟斷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種制備的金屬合金粉末具有球形度高、產率高、尺寸小、氧含量低及成分均勻的裝置。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種3D打印合金粉末的快速制備裝置，其特征在于包括爐體，所述爐體內通過隔板分隔成熔煉室和霧化室兩部分，位于上側的所述熔煉室內設置有載料熔煉旋轉器，所述旋轉器內設置有熔煉坩堝，所述熔煉坩堝的熔煉坩堝噴嘴穿過所述隔板且使得熔煉坩堝噴嘴下端的噴嘴側口位于所述隔板之下，所述旋轉器的上端設置有旋轉桿，所述旋轉桿的上端延伸至所述爐體外，所述旋轉桿內設置有與所述旋轉器相連通的充氣孔，所述爐體的外側設置有與所述旋轉桿相連接的旋轉器轉動驅動裝置，所述旋轉器的外側設置有加熱器，所述加熱器用于對所述熔煉坩堝進行加熱，位于所述擋板下側的熔煉坩堝噴嘴的外側套設有等離子電極組件，且所述等離子電極組件位于所述噴嘴側口的上側，所述熔煉坩堝噴嘴的下側設置有第一旋轉電極和第二旋轉電極，所述等離子組件中的等離子電極棒通電時所述第一旋轉電極的表面與所述等離子電極棒的下端之間以及所述第二旋轉電極的表面與所述等離子電極棒的下端之間形成等離子電弧，所述第一旋轉電極和第二旋轉電極在爐體外旋轉電極驅動裝置的驅動下向內相對轉動；所述第一旋轉電極和第二旋轉電極的下側設置有冷卻室，所述冷卻室的下側設置有傳送裝置，所述傳送裝置延伸至所述霧化室下側的金屬粉末出料口內，所述爐體上分別設置有與霧化室連通的第一平衡氣壓閥門以及與所述熔煉室相連通的第二平衡氣壓閥門。

進一步的技術方案在于：所述擋板的上表面設置有轉動軸承，所述載料熔煉旋轉器的下端與所述轉動軸承的內圈固定連接后穿過所述擋板。

進一步的技術方案在于：所述等離子電極組件包括絕緣送料管，所述絕緣送料管的下端封閉，且所述絕緣送料管與所述噴嘴側口相對應的位置設置有絕緣送料側口，所述絕緣送料管的外周設置有若干根等離子電極棒，所述等離子電極棒的外側設置有與所述等離子電極棒個數相同的離子電極夾塊，所述離子電極夾塊之間通過夾塊絕緣板進行分隔，所述等離子電機棒上設置有水冷孔。

進一步的技術方案在于：所述等離子電極組件還包括等離子電極導線，每個電極夾塊均與一條等離子電極導線相連，所述等離子電極導線從所述擋板內穿出所述爐體；等離子電極棒的分布沿著第一旋轉電極與第二旋轉電極的對稱線對稱分布。

進一步的技術方案在于：冷卻室的上端具有進料口，所述冷卻室的外周設置有冷卻水管。

進一步的技術方案在于：所述傳送裝置包括輸送輪和輸送帶，所述輸送帶通過所述輸送輪進行驅動。

進一步的技術方案在于：所述載料熔煉旋轉器包括旋轉充氣蓋以及熔煉載料器，所述旋轉充氣蓋與所述熔煉載料器之間密封固定連接，所述旋轉桿位于所述旋轉充氣蓋上。