CN106670452A - 一种利用等离子造形制备球形3d打印粉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，以金属粉、预合金粉、陶瓷粉为原料，对其进行等离子高温造形制备3D打印粉，具体步骤为：将金属粉、预合金粉、陶瓷粉注入等离子腔体，通过等离子焰的高温改变粒形从而进行造形得到3D打印粉末，控制造形功率在15～100kW范围内；通过重力作用，金属粉末落入冷却装置，同时往冷却装置中流入送粉等离子氩气进行防氧化保护，得到用于3D打印的球形粉末。本发明不需要精炼、脱氧、造渣、捞渣处理、鼓气成球、雾化等多道工序制取，制得的球形3D打印粉，是目前较为优越工艺。实现了简易快速的制备3D打印粉，松装密度大，颗粒均匀，无污染。所得的3D打印粉表面为球形，值得大幅推广。

Description

一种利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法
技术领域
本发明涉及一种3D打印粉的制备方法，具体是一种利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法。
背景技术
目前，国内外3D打印粉的主要材质是多为不规则的粉末颗粒，以各种行业所需的材质为主要制备原料。然而由于粉末的不规则排列，流动差，导致打印出来的产品质量不均。虽然目前也有喷雾法制备此类打印粉，但这种打印粉产品容易在生产过程中污染环境、松装密度小，在烧结过程当中出现变形、表面存在较明显的粗糙感 、成型件强度低等不足，该工艺高熔点、易氧化。
现今的3D打印技术广泛推广使用中，优质的3D打印粉成了各个领域赤手可热的重要资源。而目前大部分的优质3D打印粉主要依赖于进口，价格昂贵。国内现有的非球形3D打印粉通常使用的工艺为混料、烧结、过筛等工序，制备的粉末流动性差、分布不集中、粒形复杂、纯度底，已经无法满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用等离子高温造形制备球形3D打印粉的方法法，工艺简单，能耗低，纯度高、分布集中，提高了3D打印粉的制备质量，而且所得的3D打印粉为球形，松装密度大，质量稳定，产品烧结变形小，值得大幅推广。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，以金属粉、预合金粉、陶瓷粉为原料，对其进行等离子高温造形制备3D打印粉，其特征在于，具体制备步骤为：将金属粉、预合金粉、陶瓷粉注入等离子腔体，通过等离子焰的10000-30000℃高温改变粒形得到3D打印粉末，控制功率在15～100kW范围内；接着通过重力作用，得到的金属粉末落入冷却装置中，同时往冷却装置中流入送粉等离子氩气进行防氧化保护，得到球形3D打印粉末。
作为本发明进一步的方案：将金属粉、预合金粉、陶瓷粉注入等离子腔体的工艺条件为：粉末喷入纯净水中冷却，再过滤烘干热处理，得到10-100μm的球形3D打印粉末。
作为本发明进一步的方案：制得粒度分布10-100μm的球形3D打印粉末成球概率在90%-100%。
作为本发明进一步的方案：将金属粉、预合金粉、陶瓷粉注入等离子腔体的工艺条件为：送粉气为氩气，流量为0.7m3/h；离子气为氩气，流量为2.4m3/h。
作为本发明进一步的方案：所述的造形功率为50kW。
作为本发明进一步的方案：所述的3D打印粉末呈球形，平均粒度分布为30-80μm，內中值为50μm。
作为本发明进一步的方案：所述的3D打印粉优选材质为钴铬钨合金。
作为本发明进一步的方案：所述的钴铬钨合金3D打印粉应用在牙齿的修补中。
作为本发明进一步的方案：所述的氩气纯度为99.99%。
作为本发明进一步的方案：所述方法还适用于其他球形金属合金陶瓷粉的制备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明不需要精炼、脱氧、造渣、捞渣处理、鼓气成球、雾化等多道工序制取，制得的球形3D打印粉，表面光滑，质地均匀，无污染，松装比重大，流动性好，是目前较为优越的形态。
本发明利用等离子造形制备3D打印粉，实现了简易快速的制备3D打印粉，能耗低，无污染，且所得的3D打印粉表面为球形，抗变形，质地均匀，流动性好，值得大幅推广。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，以预合金粉为原料，对其进行等离子高温造形制备球形3D打印粉末，具体制备步骤为：将预合金粉注入等离子腔体，真空度为500Pa；送粉气为氩气，流速为0.65m3/h；离子气为氩气，流速为2.5m3/h；通过等离子焰的10000-30000℃高温改变粒形从而进行造形得到3D打印粉末，控制功率在15kW；接着通过重力作用，造形得到的球形金属粉落入冷却装置，同时往冷却装置中流入送粉等离子氩气进行防氧化保护，得到球形95%的球形3D打印粉末。
本实施例制得的3D打印粉末呈球形，粒度组成为10-100μm。
实施例2
本发明实施例中，一种利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，以钴铬钨预合金粉为原料，对其进行等离子高温造形制备3D打印粉，具体制备步骤为：将钴铬钨预合金粉注入等离子腔体，注入量15g/min；送粉气为氩气，流速为0.75m3/h；离子气为氩气；通过等离子焰的10000-30000℃高温改变粒形从而进行造形得到打印粉末，控制送粉功率在50kW；接着通过重力作用，造形得到的钴铬钨合金粉落入纯净水中，同时往冷却装置中流入送粉等离子氩气进行防氧化保护，再进行过滤烘干热处理，得到100%的球形3D打印粉末。
本实施例制得的3D打印粉末呈球形，粒度组成为10-100μm。
实施例3
本发明实施例中，一种利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，以钛粉为原料，对其进行等离子高温造形制备3D打印粉，具体制备步骤为：将钛粉注入等离子腔体，真空度为350Pa；注入量18g/min；送粉气为氩气，流速为0.68m3/h；离子气为氩气，流速为2.3m3/h；通过等离子焰的10000-30000℃高温改变粒形从而进行造形得到打印粉末，控制功率在15kW；接着通过重力作用，造形得到的钛粉滴入冷却装置，再进行烘干热处理，得到99%的球形3D打印粉末。
本实施例制得的3D打印粉末呈球形，粒度组成为10-100μm。
本发明不需要喷雾法、精炼、脱氧、造渣、捞渣处理、鼓气成球、雾化等多道工序制取，制得的球形3D打印粉，表面光滑，粒度组成可控，流动性好，没有烧结中变形大的问题存在，是目前较为优越的制备球形3D打印粉的方法。
本发明利用等离子造形制备3D打印粉，实现了简易快速的制备3D打印粉，能耗低，无污染，流动性好。且所得的3D打印粉表面为球形，松装比重大，抗变形，质地均匀，值得大幅推广。在上述造形过程当中，利用本发明方法制备的球形3D打印粉适合于牙齿的3D打印技术，适合于牙齿的修补。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，以金属粉、预合金粉、陶瓷粉为原料，对其进行等离子高温造形制备3D打印粉，其特征在于，具体制备步骤为：将金属粉、预合金粉、陶瓷粉注入等离子腔体，通过等离子焰的10000-30000℃高温改变粒形得到3D打印粉末，控制功率在15～100kW范围内；接着通过重力作用，得到的金属粉末落入冷却装置中，同时往冷却装置中流入送粉等离子氩气进行防氧化保护，得到球形3D打印粉末。
2.根据权利要求1所述的利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，其特征在于，将金属粉、预合金粉、陶瓷粉注入等离子腔体的工艺条件为：喷入纯净水中冷却，再过滤烘干热处理，得到10-100μm的球形3D打印粉末。
3.根据权利要求2所述的利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，其特征在于，制得粒度分布10-100μm的球形3D打印粉末成球概率在90%-100%。
4.根据权利要求2所述的利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，其特征在于，将金属粉、预合金粉、陶瓷粉注入等离子腔体的工艺条件为：送粉气为氩气，流量为0.7m3/h；离子气为氩气，流量为2.4m3/h。
5.根据权利要求1所述的利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，其特征在于，所述的造形功率为50kW。
6.根据权利要求1所述的利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，其特征在于，所述的3D打印粉末呈球形，平均粒度分布为30-80μm，內中值为50μm。
7.根据权利要求1所述的利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，其特征在于，所述的3D打印粉优选材质为钴铬钨合金。
8.根据权利要求7所述的利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，其特征在于，所述的钴铬钨合金3D打印粉应用在牙齿的修补中。
9.根据权利要求4所述的利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，其特征在于，所述的氩气纯度为99.99%。
10.根据权利要求1所述的利用等离子造形制备球形3D打印粉的方法，其特征在于，所述方法还适用于其他金属合金陶瓷粉的制备。
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