[發(fā)明專利]高分子粉體球化裝置及制備球形粉體材料的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110633422.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113146881A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 帥詞俊;戚方偉;楊友文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西理工大學(xué)南昌校區(qū)
• 主分類號(hào): B29B9/10
• 分類號(hào): B29B9/10;B33Y70/00
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 張忠慶

本發(fā)明公開(kāi)了一種高分子粉體球化裝置及制備球形粉體材料的方法，包括相配合的進(jìn)料單元、加熱單元、出料單元；所述進(jìn)料單元包括進(jìn)料斗以及射流器；所述加熱單元包括反應(yīng)器；通過(guò)熱風(fēng)管與反應(yīng)器上端連通的加熱裝置；所述出料單元被配置為采用旋風(fēng)收料裝置；所述進(jìn)料管的進(jìn)料端從反應(yīng)器的上端垂直伸入；所述旋風(fēng)收料裝置通過(guò)從反應(yīng)器下端垂直伸入的出料管與反應(yīng)器腔體內(nèi)部連通。本發(fā)明提供一種高分子粉體球化裝置及制備球形粉體材料的方法，其相比于傳統(tǒng)粉體球形化系統(tǒng)，本發(fā)明采用了射流器水平強(qiáng)制供氣射流技術(shù)，使入腔速度達(dá)20m/s，可快冷快熱，產(chǎn)能可達(dá)8?15kg/h，節(jié)能高效，且采用干法進(jìn)料，有效解決傳統(tǒng)濕法易堵塞的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用在3D打印情況下使用的高分子粉體球化裝置及制備球形粉體材料的方法，屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

3D打印即快速成型技術(shù)的一種，又稱增材制造，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉體狀金屬或塑料等可粘合材料，通過(guò)逐層打印的方式來(lái)構(gòu)造物體的技術(shù)。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、工程和施工(AEC)、汽車(chē)，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其他領(lǐng)域都有所應(yīng)用

選擇性激光燒結(jié)(selective laser sintering,SLS)技術(shù)是一種重要的3D打印技術(shù)，它是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種基于離散/堆積原理的先進(jìn)制造方法。SLS技術(shù)利用激光的熱作用，按照CAD模型將粉體材料選擇性熔融、逐層疊加，形成最終制件。與傳統(tǒng)加工方法相比，SLS加工的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要在于自由成型和整體制造，可以用于生產(chǎn)具有任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制件，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜制件的定制生產(chǎn)。

SLS加工的原材料為粉體材料，主要包括金屬、陶瓷和高分子材料等。與其他材料相比，高分子材料密度小、成本低，易于進(jìn)行改性、加工、后處理，可以滿足不同使用條件下的個(gè)性化需求，是應(yīng)用最為廣泛的SLS成型材料。基于粉末成形的SLS加工技術(shù)對(duì)高分子材料具有較高的要求，如較寬的燒結(jié)窗口、適宜的粒徑及粒徑分布、較窄的熔融焓等。其中，高分子粉體材料的流動(dòng)性是其順利打印的關(guān)鍵前提。

目前常用的粉體制備方法主要是機(jī)械粉碎法，但該方法制備的粉體顆粒幾何形狀不規(guī)則，粉體顆粒在流動(dòng)的過(guò)程中存在一定的機(jī)械咬合、摩擦以及架橋等作用，從而使該方法直接制備的高分子粉體無(wú)法滿足SLS加工要求。而另外一種方法即溶劑沉淀法，雖然能夠獲得球形度高、流動(dòng)性好的高分子粉體，但該方法伴隨大量的溶劑消耗，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件如壓強(qiáng)、溫度等要求較高。因此，探索一種環(huán)保高效、經(jīng)濟(jì)可靠、操作簡(jiǎn)單的高分子粉體制備方法迫在眉睫，這對(duì)于拓展SLS技術(shù)的材料適用范圍以及SLS的推廣應(yīng)用具有重要的實(shí)際意義。

而現(xiàn)有技術(shù)中，為了克服上述問(wèn)題，也提出了相應(yīng)技術(shù)進(jìn)行解決，如專利申請(qǐng)?zhí)枮椋?01810336021.9，專利名稱為：氣流球形化反應(yīng)器及用其制備聚合物基球形粉體材料的方法的技術(shù)，其主要包括采用依次連接的粉體材料輸送系統(tǒng)、反應(yīng)器本體、冷凝系統(tǒng)和旋風(fēng)分離器組件，所述粉體材料輸送系統(tǒng)輸出攜帶固體粉末材料的氣流到反應(yīng)器本體，固體粉末材料在反應(yīng)器本體內(nèi)被加熱融化，熔融物在氣流中依靠表面張力作用變化成球狀，再隨氣流輸出，進(jìn)入冷凝系統(tǒng)中固化成形后輸入旋風(fēng)分離器組件內(nèi)進(jìn)行氣固分離，實(shí)現(xiàn)選擇性激光燒結(jié)用粉體材料的高效、低廉、清潔、環(huán)保的批量生產(chǎn)。而其缺點(diǎn)在于，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要配合空氣加熱器進(jìn)行兩級(jí)加熱，且需要外置單獨(dú)的冷凝設(shè)備，同時(shí)因?yàn)榉垠w原料的傳輸方向是從向往上，故其收料裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于設(shè)備空間上的集成性，處理速度較慢，產(chǎn)能只有3-8kg/h，滿足不了工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種高分子粉體球化裝置，包括相配合的進(jìn)料單元、加熱單元、出料單元；

所述進(jìn)料單元被配置為包括：

縱向設(shè)置的進(jìn)料斗，其出料口設(shè)置有使物料水平輸出的射流器；