[發明專利]一種自動化增材制造粉末存儲裝置及存儲方法

有效

• 申請號: 202011000114.8
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112317745B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 齊世文;李飛;黃丹;胡雅楠;李光俊
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B22F12/00
• 分類號: B22F12/00;B22F10/28;B33Y40/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

本發明公開了一種自動化增材制造粉末存儲裝置及存儲方法，所述裝置包括密封箱，密封箱內設有若干個獨立的箱體；每個箱體均包括真空室和氬氣室，真空室和氬氣室之間設有活動密封門用于隔絕氣體；箱體內設有盛裝金屬粉末的收粉桶以及用于在真空室和氬氣室之間傳輸收粉桶的傳送帶，密封箱外設有真空發生裝置和用于補充氬氣的氣瓶，真空發生裝置與各個真空室連通，氣瓶與各個氬氣室連通。本發明得存儲裝置將金屬粉末貯存在氬氣氛圍中，降低了粉末受潮變質的風險；當提取或再次貯存金屬粉末時，密封門和真空室可使氬氣室與大氣之間隔離，還可以有效減少氬氣使用量，降低金屬粉末受潮和氧化風險，保證金屬粉末的干燥性、純凈性和穩定性。

技術領域

本發明涉及增材制造領域，具體涉及一種自動化增材制造粉末存儲裝置及存儲方法。

背景技術

增材制造或者3D打印技術是基于“數字建模，分層制造，逐層疊加”原理，以粉末或者絲材為原料，通過數字軟件將結構分成許多薄層，利用高能量密度的激光束或者電子束熔敷并逐層堆積成近凈成型結構的先進制造方法。與傳統的鍛造和鑄造相比，增材制造具有材料利用率高、設計自由度大、能量消耗低、生產周期短以及綠色環保等特點，被譽為“第三次工業革命”的重要標志。作為增材制造的原材料，工程中常見的金屬粉末包括鈦合金Ti6Al4V、鋁合金AlSi10Mg以及鎳基合金inconel625和718等，粉末顆粒的物理和化學特性影響著增材部件的制造質量和服役性能。以廣泛應用于航空航天和生物醫學領域的鈦合金Ti6Al4V粉末為例，顆粒尺寸小，化學活性高，氧化效應強，容易發生粉末燃燒或者爆炸，如果粉末沒有得到合理的貯存和保護，極易受潮，導致純凈度下降，在增材制件中形成冶金型氣孔，嚴重惡化增材部件的疲勞服役性能，可見增材制造金屬粉末的貯存和保護至關重要。

常用的增材制造金屬粉末貯存裝置為罐狀的收粉桶，為降低金屬粉末貯存空間內部的含氧量，收粉桶上設有惰性氣體如氬氣和氮氣的進氣口，由于惰性氣體的密度大于氧氣，因此惰性氣體進入收粉桶后會下沉，氧氣則會上浮，從而實現洗氣的功能，用于增材制造的金屬粉末均要經歷洗氣環節方可使用。然而，洗氣處理僅排除了金屬粉末中混有的密度較小的氣體，無法避免粉末在長時間貯存過程中因受潮而導致的變色、蓬松和柔韌性變差等問題，因此金屬粉末從貯存裝置取出后還需要進行干燥處理。需要指出，金屬粉末在長時間貯存過程中必然存在部分已經受潮變質的粉末，貯存過程中氧氣排除不徹底和水分干燥不徹底均會嚴重影響增材部件的制造質量和服役性能。

在現有技術中，公開號為CN110238390A，公開時間為2019年09月17日，名稱為“一種金屬粉末真空存儲裝置”的中國發明專利文獻，公開了一種金屬粉末真空存儲裝置，包括用于存放金屬粉末的存儲箱體，所述存儲箱體內部中空設置，所述存儲箱體的頂部設置有與外界連通的投放口，所述投放口上方設置有用于覆蓋或打開投放口的密封蓋；所述存儲箱體上設置有與氣瓶相連的進氣口、和與真空發生裝置相連的出氣口；所述存儲箱體底部設置有與粉末收集裝置相連的出粉口。

上述專利通過對金屬粉末進行真空存儲，保證金屬粉末處于干燥低氧的環境當中。但存在以下缺點：儲存箱體較小，每個箱體的儲存粉末種類只能為一種，且每次取用時，都需要充入氮氣，造成惰性氣體的浪費和儲存成本的提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種成本低、操作方便，能存儲多種增材制造金屬粉末的自動化增材制造粉末保護裝置。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種自動化增材制造粉末存儲裝置，包括密封箱，其特征在于：所述密封箱內設有若干個獨立的箱體，各個箱體一側均設有可開啟的密封蓋，密封蓋處設有進粉口；每個箱體均包括真空室和氬氣室，真空室和氬氣室之間設有活動密封門用于隔絕氣體；箱體內設有盛裝金屬粉末的收粉桶以及用于在真空室和氬氣室之間傳輸收粉桶的傳送帶，密封箱外設有真空發生裝置和用于補充氬氣的氣瓶，所述真空發生裝置與各個真空室連通，氣瓶與各個氬氣室連通。