[發明專利]用于增材制造設備的閉環粉末循環系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202011231181.0
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112387985A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 梁冬生;司妞;郭振軍;黃鴻喜;林江波;孟紅偉
• 申請（專利權）人: 湖南華曙高科技有限責任公司
• 主分類號: B22F10/73
• 分類號: B22F10/73;B22F10/28;B22F10/34;B33Y10/00;B33Y40/00;B33Y50/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種用于增材制造設備的閉環粉末循環系統及其過濾方法，其中系統包括儲粉罐、風機、分離罐、振動篩、控制器和回粉罐，閉環循環系統在惰性氣體的保護下，當控制器接收到送粉指令時，開啟風機，以使儲粉罐的粉末在惰性氣體的保護下輸送到至少一個送粉罐；而當控制器接收到回粉指令時，開啟風機，以使回粉罐的粉末和/或至少一個溢粉缸的粉末在惰性氣體的保護下輸送到分離罐，并經過分離罐的分離處理以及振動篩的篩分處理后回收到儲粉罐，本發明實現了自動送粉和回粉功能，設備中途不停機，提高設備了的工作效率；而且，解決了活性粉末的安全輸送問題，以及人工接觸粉末帶來的安全隱患，即具有工作效率高、安全性高的有益效果。

技術領域

本發明涉及三維物體制造技術領域，特別是涉及一種用于增材制造設備的閉環粉末循環系統及其控制方法。

背景技術

增材制造技術（Additive Manufacturing，簡稱AM）是一項具有數字化制造、高度柔性和適應性、直接CAD模型驅動、快速、材料類型豐富多樣等鮮明特點的先進制造技術，由于其不受零件形狀復雜程度的限制，不需要任何的工裝模具，因此應用范圍非常廣。作為增材制造技術之一的選擇性激光燒結技術，其近年來的發展也是非常迅速，其主要工藝是：送粉裝置將一定量粉末送至工作臺面，鋪粉輥筒將一層粉末材料平鋪在機構已成型零件的上表面，加熱裝置將粉末加熱至設定的溫度，振鏡系統控制激光器按照該層的截面輪廓對實心部分粉末層進行掃描，使粉末熔化并與下面已成型的部分實現粘接；當一層截面燒結完后，工作臺下降一個層的厚度，鋪粉輥筒又在上面鋪上一層均勻密實的粉末，進行新一層截面的掃描燒結，經若干層掃描疊加，直至完成整個制件制造。

目前的增材制造設備一般采用人工手動加粉，然而由于增材制造設備的儲粉罐位置較高，使得人工加粉難度大；而且，溢粉缸滿缸后，溢粉需要人工手動進行清理，這樣不僅增加了操作人員的勞動強度，而且，工作環境中會有粉塵出現，從而對操作人員的健康也存在一定的影響。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述技術問題，本發明提供了一種能夠自動供粉和回粉，實現粉末循環利用的用于增材制造設備的閉環粉末循環系統及其控制方法。

一種用于增材制造設備的閉環粉末循環系統，包括儲粉罐、風機、分離罐、振動篩、控制器，以及用于回收清粉臺內粉末的回粉罐，所述風機分別通過管路與分離罐、儲粉罐，回粉罐，以及位于增材制造設備內的至少一個送粉罐和至少一個溢粉缸相連，所述分離罐分別通過管路與所述送粉罐、所述溢粉缸和回粉罐相連，所述分離罐通過振動篩與儲粉罐相連，以使儲粉罐、風機、分離罐、振動篩、回粉罐、送粉罐和溢粉缸形成閉環循環系統，所述閉環循環系統設有用于充入惰性氣體的充氣口，以使惰性氣體在閉環循環系統中循環，當控制器接收到送粉指令時，開啟風機，以使儲粉罐的粉末在惰性氣體的保護下輸送到至少一個送粉罐；而當控制器接收到回粉指令時，開啟風機，以使回粉罐的粉末和/或至少一個溢粉缸的粉末在惰性氣體的保護下輸送到分離罐，并經過分離罐的分離處理以及振動篩的篩分處理后回收到儲粉罐。

作為本發明的進一步優選方案，所述系統還包括第一壓力檢測傳感器，用于檢測風機的進出口壓力以判斷閉環循環系統是否堵塞；所述分離罐上還設有排氣閥，以及用于檢測閉環循環系統內壓力的第二壓力傳感器，以當檢測到壓力過大時，開啟排氣閥。

作為本發明的進一步優選方案，所述儲粉罐內設有稱重傳感器，用于對儲粉罐內的粉末進行稱重，以提示操作人員是否需要向儲粉罐內加粉。

作為本發明的進一步優選方案，所述溢粉缸上自上而下依次設有第一高料位開關和第一低料位開關，當第一高料位開關檢測到粉末時，提醒發送回粉指令；而當第一低料位開關檢測到缺粉時，提醒停止回粉。

作為本發明的進一步優選方案，所述儲粉罐上自上而下依次設有第二高料位開關和第二低料位開關，當第二高料位開關檢測到粉末時，提醒停止加粉；而當第二低料位開關檢測到粉末時，表示儲粉罐有一定粉末。