CN110918989A - 一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，包括密封罩，所述密封罩内部设置有上下堆叠的筛盖、筛网和筛盘，所述筛盘下方连接有振动电机，所述筛盘底部设置第一出粉口，所述第一出粉口通过软管连接有第一集粉罐，所述筛网侧壁上设置有第二出粉口，所述第二出粉口通过连接弯管连接有第二集粉罐，所述连接弯管上设置有第一手动开关，所述筛盖下方通过调整杆连接有圆形缓冲平台，所述筛盖顶部设置有进粉口，所述进粉口通过软管连接有供粉罐，所述供粉罐嵌装在所述密封罩顶部；利用本发明提供的筛分装置可高效、清洁、快速的对不同种类、不同粒径的金属粉末进行筛分分级与粉末收集。

Description

一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置

技术领域

本发明涉及金属3D打印技术领域，尤其涉及一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置。

背景技术

激光选区熔化技术相较于传统制造工艺有着效率高、成型快、复杂零件一次成型的优势，且有着较好的整体性及自动控制系统，但是由于激光选区熔化成形过程是直接通过激光将一层层金属粉末熔化的方法成型三维零件，而激光选区熔化过程中使用完的金属粉末会因为成形过程中前一次的激光扫描瞬间汽化凝固形成粉末颗粒的飞溅，导致粉末大小形状发生了显著变化，尺寸变大且不再具有原始粉末的球形度，如果直接应用到下一次的成形将会影响下一层的铺粉和熔化，进一步影响到金属零件的性能。因此，为了保证激光选区成形技术金属粉末粒径的均匀性和一致性，避免大的金属粉和异物影响下一批金属零件性能，在每次成形金属零件之前需要利用特定规格的筛网对金属粉末进行筛粉处理。

随着激光选区熔化技术的广泛应用和发展，针对金属粉末的筛分，目前市场上常见的自动筛粉设备有两种形式，一种是封闭式大型自动筛粉装置，另外一种是简易振动型筛粉装置。大型封闭的简易自动筛粉装置，通过多孔结构的内管道振动自动筛粉和收集粉末，粉末在封闭的空间内自动筛粉并回收筛分好的粉末，但是自动筛粉装置往往较大，所筛分的粉末粒径固定，只能筛分出特定范围内粉末粒径的粉末，而激光选区熔化技术因为成形层厚需要不同粒径的金属粉末，大型自动筛粉设备满足不了对多粒径的粉末筛分需求；此外，随着激光选区熔化技术的越来越成熟，所能成形的金属材料种类越来越多，对于中小企业和实验室来说，无法做到像工厂一样做到一种类型粉末对应一台装置，对于粉末商家来说也无法做到一个筛粉装置只对一种粉末进行筛分，而在进行不同粉末的筛分时，为了避免不同材料粉末之间的交叉污染，换粉过程中需要对装置进行细致繁琐的处理，对于市场上的自动筛粉装置，内部管道结构复杂，也将会因为筛分不同金属粉末的而进行细致耐心的管道清洗工作，不仅操作复杂而且浪费了大量的时间，有的结构甚至不能拆卸清洗，增加了不同粉末互相污染的风险，严重影响激光选区熔化成形工件的产品质量稳定性。简易振动型筛粉装置，能够根据需要更换不同规格的筛网，满足不同粉末粒径的粉末筛分需求，但是简易振动筛粉过程中筛网承受粉末较重，会损坏筛网并且因为一次性粉末筛分过多，筛粉过程缓慢，此外在从粉罐中向筛网中倒粉和将筛好的粉末倒出过程中需要人工操作，造成粉末的浪费，因此在实际应用过程中会带来较低的筛粉效率、粉末的浪费以及筛网的较快耗损等问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供的一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，能够进行不同粉末粒径和不同种类粉末的筛分，利用粉末休止角设计落粉缓冲平台，保证粉末均匀落在筛网筛分粉末，保证筛网使用寿命的同时提高筛粉效率，并进行自动收集到回收罐中，不用手动倒粉保证粉末的封闭式自动化筛分。

本发明采用的技术方案如下：

一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，包括密封罩，所述密封罩内部设置有上下堆叠的筛盖、筛网和筛盘，所述筛盘下方连接有振动电机，所述筛盘底部设置第一出粉口，所述第一出粉口通过软管连接有第一集粉罐，所述筛网侧壁上设置有第二出粉口，所述第二出粉口通过连接弯管连接有第二集粉罐，所述连接弯管上设置有第一手动开关，所述筛盖下方通过调整杆连接有圆形缓冲平台，所述筛盖顶部设置有进粉口，所述进粉口通过软管连接有供粉罐，所述供粉罐嵌装在所述密封罩顶部。

在其中一个实施例中，所述缓冲平台中心点与所述筛盖中心点的连线垂直所述缓冲平台，且所述筛盖中心点与所述缓冲平台边沿的连线与所述缓冲平台的半径的夹角小于或等于需要筛分的金属粉末的休止角。

休止角指在重力场中，粒子在粉体堆积层的自由斜面上滑动时所受重力和粒子之间摩擦力达到平衡而处于静止状态下测得的最大角。测定休止角的方法有两种:注入法和排出法。注入法:将粉体从漏斗上方慢慢加入，从漏斗底部漏出的物料在水平面上形成圆锥状堆积体的倾斜角。排出法:将粉体加入到圆筒容器内，使圆筒底面保持水平，当粉体从筒底的中心孔流出，在筒内形成的逆圆锥状残留粉体堆积体的倾斜角。这两种倾斜角都是休止角，有时也采用倾斜法；在绕水平轴慢速回转的圆筒容器内加入占其容积的1/2-1/3的粉体，当粉体的表面产生滑动时，测定其表面的倾斜角。休止角可以用量角器直接测定，也可以根据粉体层的高度和圆盘半径计算而得，即tanθ＝高度/半径。

在其中一个实施例中，所述供粉罐和筛盖分别与所述软管的连接处通过蝶形卡箍连接密封，所述筛网通过滑扣固定在所述筛盘上，方便供粉罐、筛盖和筛网的拆装，方便对其进行清洁。

在其中一个实施例中，所述振动电机下方设置有电机支座，所述电机支座与所述筛盘之间设置有弹簧，设置弹簧用于对筛盘的平衡和传递振动，提高整个筛分装置工作效率的提高。

在其中一个实施例中，所述密封罩与所述供粉罐连接处、所述筛盖和筛网连接处以及所述筛网和筛盘连接处分别设置有橡胶密封圈，能够实现筛粉环境的密封，避免筛粉过程中的扬尘对人体造成的伤害和粉末的浪费。

在其中一个实施例中，三根所述调整杆的两端间隔位置均匀的分别与所述筛盖的下平面和缓冲平台的边沿可拆卸的连接，设计加工不同尺寸的缓冲平台和固定杆即可实现不同种类粉末的筛分。

在其中一个实施例中，所述筛盖和缓冲平台上与所述调整杆连接处分别设置有螺钉，所述调整杆为螺纹调节丝杆，所述调整杆通过其两端的通孔分别套接在位于所述筛盖和缓冲平台上的螺钉上，当需要筛分不同种类的粉末时，只需调节调整杆的长度即可方便实现对此类粉末的休止角的规定的要求，即能方便精确的对此类粉末进行筛分。

在其中一个实施例中，连接所述第一出粉口和第一集粉罐的软管上设置有第二手动开关，便于粉末筛分后粉末的收集，达到实现连续重复筛粉的目的。

与现有技术相比，本发明提供的一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，其中的筛盖、筛盘、筛网均可方便的进行拆卸和更换，并且各个部件之间的连接管道机构简单，便于换粉作业时的清结，因此，利用本发明提供的筛分装置可高效、清洁、快速的对不同种类、不同粒径的金属粉末进行筛分分级与粉末收集。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的筛盖的结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1和图2所示，为了便于描述，本发明中的“上”“下”“左”“右”“前”“后”方位基准以附图1所示的方位为准；

一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，包括密封罩4，密封罩4内部设置有上下堆叠的筛盖5、筛网16和筛盘6，筛盘6下方连接有振动电机9，筛盘9底部设置第一出粉口，第一出粉口通过软管2连接有第一集粉罐8，筛网16侧壁上设置有第二出粉口，第二出粉口通过连接弯管14连接有第二集粉罐13，连接弯管14上设置有第一手动开关15，筛盖5下方通过调整杆10连接有圆形缓冲平台3，筛盖5顶部设置有进粉口，进粉口通过软管2连接有供粉罐1，供粉罐1嵌装在密封罩4顶部。

具体的，缓冲平台3中心点与筛盖5中心点的连线垂直缓冲平台3，且筛盖5中心点与缓冲平台3边沿的连线与缓冲平台3的半径的夹角小于此时所需要筛分的金属粉末的休止角θ(如图2所示)。

优选的，供粉罐1和筛盖5分别与软管2的连接处通过蝶形卡箍连接密封，筛网16通过滑扣固定在筛盘6上，供粉罐1、筛盖5和软管2之间以及筛网16和筛盘6之间均采用可方便拆装的连接方式连接，方便供粉罐1、筛盖5和筛网16的拆装，方便对其进行清洁。

优选的，振动电机9下方设置有电机支座11，电机支座11与筛盘6之间设置有弹簧12，设置弹簧12用于对筛盘6的平衡和传递振动，提高整个筛分装置工作效率的提高。

优选的，密封罩4与供粉罐1连接处、筛盖5和筛网16连接处以及筛网16和筛盘6连接处分别设置有橡胶密封圈，能够实现对整个筛粉环境的密封，避免筛粉过程中的扬尘对人体造成的伤害和粉末的浪费。

优选的，三根调整杆10的两端间隔位置均匀的分别与筛盖5的下平面和缓冲平台的边沿可拆卸的连接，通过设计加工不同尺寸的缓冲平台3和调整杆10即可实现对不同种类粉末的筛分的要求。

优选的，筛盖5和缓冲平台3上与调整杆10连接处分别设置有螺钉，调整杆10为螺纹调节丝杆，调整杆10通过其两端的通孔分别套接在位于筛盖5和缓冲平台3上的螺钉上，当需要筛分不同种类的粉末时，只需调节调整杆10的长度即可方便实现对此类粉末的休止角的规定的要求，即能方便精确的对此类粉末进行筛分。

优选的，连接第一出粉口和第一集粉罐8的软管2上设置有第二手动开关7，便于粉末筛分后粉末的收集，达到实现连续重复筛粉的目的。

本发明提供的一种针对激光选区熔化技术简易自动筛粉装置，该装置工作时：根据需要筛分的粉末的休止角选择调整杆10和筛网16的规格，安装粉末缓冲平台3，供粉罐1固定在密封罩4上，通过软管2与振动筛分装置中的筛盖5相通，打开供粉罐1上的开关，其内部粉末落到粉末缓冲平台3上，缓冲平台3缓冲从供粉罐1内部落下的粉末，随着粉末的累积，超过粉末的休止角后粉末会均匀的从缓冲平台3上落在筛网16上，筛网16通过振动电机9振动而传递过来的振动，粉末筛分到筛盘6上，筛分后的金属粉末经过筛盘6旁边的第一出粉孔进入到第一集粉罐8中，待一罐粉末筛完后，打开筛网16侧边的第一手动开关15，筛网16中较大的金属粉末颗粒通过第二出粉孔进入到第一集粉罐13中，进而实现粉末的自动筛分和收集。

直立式振动电机9安装固定在筛盘6的下平面，通过振动电机9的动力传动，将激振力传递至筛盘6和筛网16的晒面，金属粉末在筛网16上呈现渐开线摇摆运动进行筛分过滤；筛网16通过滑扣固定在筛盘6上，筛盖5通过软管2和蝶形卡箍与供粉罐1和筛盖5密封连接，能够实现整个筛粉环境的密封，避免筛粉过程中的扬尘对人体造成的伤害和粉末的浪费。

筛盖5下方设计有落粉缓冲平台3，缓冲平台3通过三根调整杆10分别与筛盖5底端和缓冲平台3连接，设计缓冲平台3即能够防止从供粉罐1落下的粉末对筛网16的冲击，同时在振动作用下能保证粉末能够均匀散落到筛网16上，实现高效筛粉；设计不同尺寸的缓冲平台3和调整杆10即可实现不同种类粉末的筛分。

连接第一集粉罐8的软管2上通过设置第二手动开关7，便于后续的粉末筛分后对粉末的收集，达到实现连续重复筛粉的目的；连接弯管14上设置第一手动开关15便于粉末筛分后粒径较大粉末的收集，实现粉末粒径的分级收集。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，其特征在于，包括密封罩，所述密封罩内部设置有上下堆叠的筛盖、筛网和筛盘，所述筛盘下方连接有振动电机，所述筛盘底部设置第一出粉口，所述第一出粉口通过软管连接有第一集粉罐，所述筛网侧壁上设置有第二出粉口，所述第二出粉口通过连接弯管连接有第二集粉罐，所述连接弯管上设置有第一手动开关，所述筛盖下方通过调整杆连接有圆形缓冲平台，所述筛盖顶部设置有进粉口，所述进粉口通过软管连接有供粉罐，所述供粉罐嵌装在所述密封罩顶部。

2.根据权利要求1所述的一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，其特征在于，所述缓冲平台中心点与所述筛盖中心点的连线垂直所述缓冲平台，且所述筛盖中心点与所述缓冲平台边沿的连线与所述缓冲平台的半径的夹角小于或等于需要筛分的金属粉末的休止角。

3.根据权利要求1所述的一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，其特征在于，所述供粉罐和筛盖分别与所述软管的连接处通过蝶形卡箍连接密封，所述筛网通过滑扣固定在所述筛盘上。

4.根据权利要求1所述的一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，其特征在于，所述振动电机下方设置有电机支座，所述电机支座与所述筛盘之间设置有弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，其特征在于，所述密封罩与所述供粉罐连接处、所述筛盖和筛网连接处以及所述筛网和筛盘连接处分别设置有橡胶密封圈。

6.根据权利要求1所述的一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，其特征在于，三根所述调整杆的两端间隔位置均匀的分别与所述筛盖的下平面和缓冲平台的边沿可拆卸的连接。

7.根据权利要求6所述的一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，其特征在于，所述筛盖和缓冲平台上与所述调整杆连接处分别设置有螺钉，所述调整杆为螺纹调节丝杆，所述调整杆通过其两端的通孔分别套接在位于所述筛盖和缓冲平台上的螺钉上。

8.根据权利要求1所述的一种针对激光选区熔化技术的简易自动筛粉装置，其特征在于，连接所述第一出粉口和第一集粉罐的软管上设置有第二手动开关。

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