[發明專利]一種重力送粉方法及裝置

有效

• 申請號: 202111417205.6
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN113828925B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京煜鼎增材制造研究院有限公司
• 主分類號: B23K26/342
• 分類號: B23K26/342;B23K26/70;B33Y30/00;B33Y40/00
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• 代理人: 暫無信息

1.一種重力送粉裝置，其特征在于：

所述送粉裝置包括龍門式數控機床（1），粉箱（2），勢能控制裝置（3），加工平臺（4）和粉末回收裝置（5），所述粉箱（2），加工平臺（4）和粉末回收裝置（5）都安裝在龍門式數控機床（1）上；

所述勢能控制裝置（3）通過多級液壓機構（13）連接在加工平臺（4）上，并通過第一可伸縮軟管（6）和第二可伸縮軟管（7）分別與粉箱（2）和粉末回收裝置（5）通過可開閉的閥門連通；所述勢能控制裝置（3）為可容納粉末的中空結構，并且內部設置具有緩沖作用的多層篩網（12）；所述勢能控制裝置（3）通過送粉管（15）與設置加工平臺（4）下方的加工頭安裝座（19）連通；

所述送粉管（15）通過轉動盤（14）與勢能控制裝置（3）連接，所述轉動盤（14）可拆卸地安裝在勢能控制裝置（3）上，并且轉動盤（14）上有復數個送粉孔，所述復數個送粉孔的孔徑大小各不相同，轉動轉動盤（14）以使所述送粉孔與送粉管（15）對應連通時則開啟送粉；所述送粉管（15）為可伸縮的多級套管，可隨所述多級液壓機構（13）調節時對應伸縮。

2.根據權利要求1所述的重力送粉裝置，其特征在于，所述加工頭上部安裝次級勢能控制裝置（21），其結構與所述勢能控制裝置（3）相同；次級送粉管（22）連通次級勢能控制裝置（21）以將粉末送入，次級勢能控制裝置（21）下方設置次級轉盤（23），所述次級轉盤（23）與所述轉動盤（14）結構相同；次級勢能控制裝置（21）通過次級回收管道（24）與次級粉末回收裝置（25）連接，次級粉末回收裝置（25）分別連接次級粉管（26）和次級氣管（27）。

3.根據權利要求1所述的重力送粉裝置，其特征在于，所述粉箱（2）具有第一充氣管路（9）、第一排氣管路（10）和第一氧分儀（11）；所述粉末回收裝置（5）具有第二充氣管路（16）、第二排氣管路（17）和第二氧分儀（18）。

4.根據權利要求1所述的重力送粉裝置，其特征在于，所述粉箱（2）和粉末回收裝置（5）分別具有保護氣體充、排氣管路和氧分儀。

5.一種采用權利要求1-4任意一項重力送粉裝置進行送粉的方法，其特征在于包括如下步驟：

將粉末加入粉箱（2）中；

通過多級液壓機構（13）調節勢能控制裝置（3）到熔池的高度為預設值，隨后打開第一可伸縮軟管（6）與粉箱（2）連接處的閥門，使得粉末從粉箱（2）進入勢能控制裝置（3）中；

打開第二可伸縮軟管（7）與勢能控制裝置（3）連接處的閥門，使得粉末在勢能控制裝置（3）堆積到一定高度之后，多余的粉末進入第二可伸縮軟管（7）中，并通過第二可伸縮軟管（7）進入粉末回收裝置（5）；

開啟加工頭開始進行送粉和增材加工。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，送粉量G通過以下經驗公式進行控制：

，

式中，ρ為粉末材料密度，r為送粉管（15）的管孔半徑，g為重力加速度，h為勢能控制裝置（3）中粉末堆積的高度， l為勢能控制裝置（3）下方送粉管（15）的總長， k₁為粉末之間的空隙帶來的經驗常數，取值為0.45-0.5，k₂為粉末之間摩擦阻力帶來的經驗常數，取值為0.79-0.83。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，將粉末加入粉箱（2）中之前，通過充、排氣管路充入惰性保護氣體、排出內部空氣，通過氧分儀（11）監測粉箱中氧含量，氧含量低于0.1%時關閉排氣管路，繼續充入惰性保護氣體至粉箱（2）內壓力大于一個大氣壓。

8.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，打開第二可伸縮軟管（7）與勢能控制裝置（3）連接處的閥門之前，通過充、排氣管路充入惰性保護氣體、排出內部空氣，通過氧分儀（11）監測粉箱中氧含量，氧含量低于0.1%時關閉排氣管路，繼續充入惰性保護氣體至粉箱（2）內壓力大于一個大氣壓。

9.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，粉末進入粉末回收裝置（5）后還進行粉末回收，所述粉末回收具體為：關閉第二可伸縮軟管（7）與勢能控制裝置（3）連接處的閥門，隨后取下粉末回收裝置（5）中將不易氧化的粉末直接倒回粉箱（2），或者，關閉第二可伸縮軟管（7）與勢能控制裝置（3）連接處的閥門，開啟充氣管路吹入惰性保護氣體，將粉末通過粉末回收裝置（5）上設置的與粉箱（2）進料口連接的管路吹回粉箱（2）中。