[發明專利]一種金屬粉末精細流線的3D打印方法及3D打印制品

有效

• 申請號: 202010978834.5
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112139496B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 趙放;唐明強;樂晨;陳義華;林晨
• 申請（專利權）人: 泉州天智合金材料科技有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y80/00
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙) 35221
• 代理人: 羅昌

1.一種金屬粉末精細流線的3D打印方法，其特征在于，具有以下步驟：

（1）、制備裝滿金屬粉末的3D打印機頭，且3D打印機頭的料倉內設置有攪拌金屬粉末形成流動的金屬粉末精細流線并送出的送粉機構；

（2）、準備3D打印制品的打印信息；

（3）、驅動3D打印機頭進行打印工作，所述金屬粉末精細流線連續不斷送出到達3D打印制品表面進行掃描、鋪粉；

（4）、將掃描鋪蓋的金屬粉末區快速燒結或熔化成型3D打印制品；

在步驟（1）中，所述送粉機構具有設于料倉內的旋轉主軸，和旋轉主軸連接的電機，及由上至下排列設置在旋轉主軸上的反向螺旋松粉攪拌撥叉、反向螺旋松粉撥叉、送粉撥叉和精細送粉彈簧；所述電機驅動帶動旋轉主軸轉動，旋轉主軸帶動反向螺旋松粉攪拌撥叉、反向螺旋松粉撥叉和送粉撥叉攪動料倉內的粉末形成動態的粉末精細流線，且旋轉主軸帶動精細送粉彈簧轉動并抖動粉末，將粉末精細流線送出；所述料倉具有針管容器和針頭管，所述針管容器具有圓筒料倉段、錐斗料倉段和喂料口段，所述針頭管具有套接于喂料口段外的連接段；所述反向螺旋松粉攪拌撥叉位于圓筒料倉段，所述反向螺旋松粉撥叉位于錐斗料倉段，所述送粉撥叉位于喂料口段；所述精細送粉彈簧位于針頭管內，且所述精細送粉彈簧的下端延伸至針頭管的出料口；所述反向螺旋松粉攪拌撥叉設有兩個螺距，所述送粉撥叉環繞在精細送粉彈簧外圈；所述針管容器內設置有限制旋轉主軸左右擺動的上限位環、下限位環，所述上限位環、下限位環設置有供旋轉主軸通過的軸孔和多個供金屬粉末通過的通孔，且所述軸孔的孔徑大于所述旋轉主軸的直徑；所述旋轉主軸上設置有限制旋轉主軸上下竄動的上凸肩和下凸肩，所述上凸肩位于上限位環下方且兩者之間具有間距，所述下凸肩位于下限位環上方且兩者之間具有間距;

所述反向螺旋松粉攪拌撥叉、送粉撥叉和反向螺旋松粉撥叉是由呈絲狀螺旋狀態的鋼絲制成的；且所述反向螺旋松粉攪拌撥叉的絲直徑為0.3-0.4mm，且所述送粉撥叉、反向螺旋松粉撥叉的絲直徑為0.15-0.25mm。

2.如權利要求1所述一種金屬粉末精細流線的3D打印方法，其特征在于：所述針頭管的內徑為0.5-0.7mm，且金屬粉末精細流線的直徑為0.5-0.7mm。

3.如權利要求1所述一種金屬粉末精細流線的3D打印方法，其特征在于：所述軸孔的孔徑和所述旋轉主軸的直徑相差≤0.05-0.1mm，所述主軸旋轉時的左右擺動量≤0.2mm。

4.如權利要求1所述一種金屬粉末精細流線的3D打印方法，其特征在于：所述上限位環和下限位環之間具有第一間距，所述上凸肩和下凸肩之間具有第二間距，所述第一間距和第二間距之差為旋轉主軸上下擺動間距;?旋轉主軸上下串動量控制在≤±1mm安全區內。

5.如權利要求1所述一種金屬粉末精細流線的3D打印方法，其特征在于：所述精細送粉彈簧的參數根據以下公式計算確定，

d=3.8do+0.12?……（1），

D-d≥δ≥0.12?……（2），

h≥1.2d?……（3），

這里，d是精細送粉彈簧的外徑，單位為mm，do是精細送粉彈簧的絲直徑，單位為mm，D是針頭管的內徑，單位為mm，δ是精細送粉彈簧在針頭管內的旋轉間隙，單位為mm，h是精細送粉彈簧的螺距，單位為mm。

6.如權利要求5所述一種金屬粉末精細流線的3D打印方法，其特征在于：所述針頭管的金屬粉流量Q根據以下公式計算確定，Q=k·π/4·D²·h·ρ·N?……（4）；

這里，Q是針頭管的金屬粉流量，單位為g/分，N是精細送粉彈簧轉速，單位為周/分，k是粉末加速系數，隨轉數N增加而增大；ρ是金屬粉末松裝密度，單位為克/cm³。

7.如權利要求6所述一種金屬粉末精細流線的3D打印方法，其特征在于：所述3D打印機頭打印單一零件所需時間根據以下公式計算確定，t=W/Q?……（5）；

t是打印單一零件所需時間，W是單一零件的重量，Q是金屬粉末流量，單位為g/分。