CN111872389B - 一种制备水冷铜坩埚的3d打印装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置及方法，包括能量束发生器15、扫描系统16、成型系统17、供粉系统18、吹扫回收系统和控制系统19、冷却加压系统；所述冷却加压系统用于提供真空或者惰性气环境，同时具有快速冷却和施加等静压的作用。本发明的水冷铜坩埚的3D打印装置及方法，能够生产具有复杂冷却水路的坩埚，且生产的冷却水铜坩埚，结构紧凑，材质致密，结构强度高，同时减小了惰性气体的使用。此外，用3D打印技术制备水冷铜坩埚，能够使工序减少，加工难度减小，制造成本降低，而且成品的质量可靠。

Description

一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置及方法

技术领域

本发明涉及一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置及方法。

背景技术

悬浮熔炼技术是当代最先进的材料制备技术之一，这是一种在真空或惰性气体保护下用电磁场进行感应熔炼的技术。水冷铜坩埚是实现这种技术最核心的装置，它是容纳金属材料并且使金属材料在其中熔化的容器。冷却坩埚的冷却液一般采用水，但是，也可以采用其它种类的冷却液，例如液氮、液氩等。下文出现的“水”、“冷却水”、“水冷”等词语所提到的“水”，也包括其它冷却液。

水冷铜坩埚的结构包括以下几部分(如图1、图2所示)：

坩埚体01——这是坩埚的主体，它全部用高纯紫铜材料制备，其结构包括坩埚壁02和坩埚底03两个组成部分。为了让电磁场能进入坩埚的内部，坩埚壁02和坩埚底03必须分隔成若干相互绝缘的坩埚瓣片04，一般分10～30瓣。为了使铜质坩埚能承受被熔炼材料的高温，在坩埚的每一个坩埚瓣片04中都要有作为水路的孔洞，以便用冷却液冷却坩埚。

水路管07——它们是连接坩埚体01水路孔06与水套08的铜质连接管，每一个坩埚瓣片04需要配备1支或两支水路管07。水路管分供水水路管和回水水路管两类。

水套08——它是集中若干水路管07的冷却水的容器，它一般分为两层——供水层和回水层。供水层配备有供水管接口09，冷却液进入从水套08的供水层后，通过供水水路管进入坩埚体01的水路孔06；回水层配备有回水管接口10，从坩埚体01的水路孔出来的回水，通过回水水路管进入水套08的回水层通过回水管接口引入冷却系统。

从上可见，悬浮熔炼的水冷铜坩埚其结构相当复杂，用传统的加工方法制造这样结构的坩埚，需要的制造工序多，技术难度大，加工周期长，产品成本高：在完成坩埚整体形状的车、铣、磨等机加工工序之后，首先要用线切割的办法将坩埚分割成若干瓣片，瓣片的间隙要严格保证，而且在不同部位间隙要有变化，在特定部位还必须相互连接。对于尺寸略大的坩埚，瓣片数达到数十片，高度超过0.5m，由于铜材的切割难度比较大，所以完成这样的切割工作需要超过30天的时间。在完成切割之后需要在每一个瓣片中沿瓣片的高度方向钻孔。由于瓣片的厚度小，高度大，所以孔洞即细又长，垂直度必须严格，而且数量很多。以内径60mm的坩埚为例，它有需要制备16个φ6×100mm的细孔，垂直度偏差要≤0.1mm；内径200mm的坩埚需要制备32个φ15×320mm的深孔，要求垂直度偏差≤0.3mm。在这些工作之后，需要将数十支水路管牢固地焊接在坩埚水路孔的端部，再制作水套，将水路管焊接到水套上。各个孔洞之间的间隙很小，在小尺寸坩埚的情况下，间隙只有0.5～1.0mm，焊料必须严密，而且不能将相邻的瓣片连接。所以焊接的难度很大，而且焊接工作量大。进行这样的焊接工作一般都采用银铜焊技术。加工的难度还表现在坩埚的水路孔要从坩埚壁向坩埚底延伸(图1)，所以，瓣片中的孔洞需要形成一定的角度，例如90°～150°；还有，在相邻瓣片的特定部位需要孔洞在横向相互连通，以便水路在瓣片之间形成回路(图2)，甚至，一些坩埚中的冷却水道并非为常规的直管道，而是具有一定弯曲或者不规则形状的管道，增加了加工难度。这些工作大幅度增加了钻孔和焊接的工作量和难度。最后水冷铜坩埚的技术难度还在于，坩埚结构的安全性必须绝对可靠，加工和焊接的微细缺欠会造成坩埚在使用过程渗水，漏水，冷却液与坩埚中的高温金属液相接触会引起严重的事故。所以，对切割、钻孔和焊接的精度和可靠性的要求必须特别严格。

综上所述，由于工序多，难度大，要求高，所以，制造水冷铜坩埚的周期相当长，完成一个大尺寸坩埚，例如内径200mm的坩埚，一般需要约60天的时间。而且，坩埚的制造费用相当高，采用大量的加工和焊接降低坩埚整体结构强度，成品的质量可靠性不能完全保证。

发明内容

针对上述现有技术，为了解决上述困难，本发明提出用3D打印技术制备悬浮熔炼技术用的水冷铜坩埚，提供了一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置及方法。为了保证坩埚材质的质量，打印过程在保护气体的氛围下进行。为了提高坩埚材质的致密度，可以在成型后进行等静压处理。用3D打印技术制备水冷铜坩埚，能够使工序减少，加工难度减小，制造成本降低，而且成品的质量可靠。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置，包括能量束发生器15、扫描系统16、成型系统17、供粉系统18、吹扫回收系统和控制系统19；其中，扫描系统16用以带动能量束发生器15在至少两个自由度上移动；供粉系统18用于向成型系统17定量添加铜粉；成型系统17与供粉系统18并列设置用于容纳逐层成型的水冷铜坩埚；还包括冷却加压系统，冷却加压系统包括依次连接的惰性气气源、气源出气管道29、冷却器30、充气泵31、冷却加压盖、螺旋管35、抽气泵37，抽气泵37与惰性气气源连接，冷却加压盖位于成型系统17顶端，螺旋管35位于成型系统17外侧。

进一步的，冷却加压盖包括密封环41和透明玻璃板42，透明玻璃板42位于压盖包括密封环41顶部且与压盖包括密封环41固定连接，密封环41与成型系统17密封配合，密封环41和透明玻璃板42内部形成惰性气仓43，密封环41内部设置有进气通道32和出气通道33，出气通道33与螺旋管进气口34连接。

进一步的，成型系统17包括成型缸体、成型活塞21、工作台22；工作台22位于成型活塞21顶部，用于承载已成型工件25。

进一步的，供粉系统18包括供粉缸体、供粉活塞23、铺粉装置，用于在工作台22铺设粉末；供粉活塞23用于承载铜粉20。

进一步的，铺粉装置包括供粉滚轴231。

进一步的，能量束发生器15产生的能量束为激光束、电子束或等离子束。

进一步的，密封环41和充气泵31之间设置电气控制阀一，螺旋管35和抽气泵37之间设置电气控制阀二。

进一步的，惰性气为氩气或氮气。

一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置的3D打印方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、将水冷铜坩埚的3D设计图输入控制系统19，利用升降机构将冷却加压盖提升脱离成型系统17恢复为初始状态，将成型活塞21下降一个单位距离，将铜粉20装入供粉系统18的供粉活塞23上；

步骤二、将供粉活塞23上升一个单位距离，利用供粉系统18中的铺粉装置将铜粉20输送到工作台22表面，形成一层厚度均匀的粉层；

步骤三、利用升降机构将冷却加压盖下降至所成型系统17且施加密封压力，关闭冷却器30，开启电气控制阀一和电气控制阀二，启动充气泵31将惰性气输送至冷却加压盖内的惰性气仓43，关闭电气控制阀一和电气控制阀二；

步骤四、开启能量束发生器15通过扫描系统16照射到工作台22表面的粉层上，控制系统19根据水冷铜坩埚的3D设计图控制扫描系统16使能量束24按照水冷铜坩埚的层剖面的结构扫描，使扫描位置的铜粉烧结，形成水冷铜坩埚的第一层结构；

步骤五、开启电气控制阀二，启动抽气泵37将惰性气仓43内惰性气抽离，关闭电气控制阀二和抽气泵37，利用升降机构将冷却加压盖恢复至初始状态，将成型活塞21下降一个单位距离；

步骤六、重复步骤二至步骤五直到水冷铜坩埚完全成型；开启电气控制阀一和电气控制阀二，开启冷却器30和充气泵31，利用冷却的惰性气在惰性气仓43和螺旋管35中的循环将成型的水冷铜坩埚冷却；

步骤七、利用吹扫回收系统将存在于能量束24未扫描到位置的多余的铜粉吹扫到回收箱里；

步骤八、将冷却加压盖下降至所成型系统17且施加密封压力，关闭电气控制阀二和冷却器30，充气泵31向惰性气仓43施加气压，关闭电气控制阀一和充气泵31，利用气压对坩埚进行等静压处理，提高材料的致密性；

步骤九、开启电气控制阀二，利用抽气泵37将惰性气仓43中的惰性气抽离，将冷却加压盖恢复至初始状态，取出成型的水冷铜坩埚。

进一步的，步骤四中的能量束24扫描过程为两遍以上。

利用本发明的装置和方法制备的水冷铜坩埚，可以是坩埚包括坩埚体、水路管、水套等部件的坩埚的整个铜材部分的结构(例如图1所示的坩埚结构)，也可以只打印坩埚体的部分，水路管和水套等部件另外加工和焊接。只要是包括具有分瓣结构和冷却水路的坩埚体、水路管和水套等结构的水冷坩埚，都可以用本发明提出的技术制造。

本发明的优点在于：

1、本发明提出的用3D打印技术制备悬浮熔炼用的水冷铜坩埚的技术，只需要一个工序就可以完成整个坩埚的制备工作，而采用传统的技术则需要经过车、铣、磨、钻、线切割、焊接等6个工序，而且在每一个工序里还包含了大量难度很大的工作；由于工序和工作量大幅度减少，所以，制作坩埚的时间周期也大幅度缩短，制作成本大幅度降低。

2、在制作水冷铜坩埚的传统技术中有许多技术难度高而且加工精度要求严格的工艺操作，例如，几十支细长孔的深孔钻，几十片坩埚瓣片的长行程、变间隙的线切割，上百处位置紧邻小间隙的银铜焊，以及制作如图1和图2所示的方向变化的孔洞等。在3D打印技术中，这些操作不存在技术难度。这个优点也缩短了坩埚的加工周期，降低了制作成本。更重要的是，3D打印技术进行这些操作能达到很高的加工精度，所以，坩埚结构的可靠性得到了大幅度提高，延长了坩埚的使用寿命，降低了在运行过程中出现故障的几率。

3、由于传统技术的限制，悬浮熔炼用的水冷铜坩埚的一些结构设计环节无法采用最优的方案，这对坩埚的使用条件和寿命都有不利的影响。例如，为了使坩埚底获得冷却效果，可以使冷却水路向坩埚底横向延伸。但是坩埚底瓣片的宽度是逐渐减小的，而为了保证冷却水的流量必须规定水路管的直径，所以坩埚底的水路孔不能一直延伸到坩埚底的中心，这样，坩埚底的中心区域无法得到充分的冷却，这对坩埚的使用温度和寿命造成了严重的损害。在3D打印技术中，可以按照随形冷却的原则最合理的设计坩埚结构，例如，令坩埚底水路的宽度向坩埚中心逐渐减小，一直延伸到接近坩埚底的中心，使整个坩埚底都得到充分的冷却(如图4所示)。

4、现有的3D打印装置需要将设备整体置于真空环境或者设置在惰性气体环境中，需要大功率的真空设备，且需要配备更大的惰性气气源，惰性气体消耗量大，额外增加了设备的成本和惰性气泄露的风险。而本发明提供的制备水冷铜坩埚的3D打印装置，在成型系统的上端设置冷却加压系统，利用高强度的密封环和透明玻璃板形成的惰性气仓体积更小，降低了惰性气等保护气体的体积，减少泄露的风险。

5、本发明在成型系统的成型缸体外侧设置螺旋管道，在水冷铜坩埚成型后，直接向螺旋管输送冷却的惰性气，快速均匀的将成型的水冷铜坩埚冷却，缩短了制作时间，提高了制作效率。

6、本发明使用冷却加压系统直接向成型缸体内施加高压，或者通过高压泵施加其他的高压介质，利用高压对坩埚进行等静压处理，提高材料的致密性和均匀性，提高水冷铜坩埚的整体质量。

本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义。提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本发明所表述的含义为准。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1为水冷铜坩埚的结构示意图。

附图2为相邻的坩埚瓣片水路连接示意图。

附图3为制备水冷铜坩埚的3D打印装置结构示意图。

附图4为坩埚底横向水路示意图。

其中，01、坩埚体，02、坩埚壁，03、坩埚底，04、坩埚瓣片，05、坩埚瓣片的缝隙，06、坩埚瓣片中的水路孔，07、水路管，08、水套，09、坩埚与循环水系统的供水接口管，10、坩埚与循环水系统的回水接口管，11、坩埚的上固定环，12、坩埚的下固定环，13、坩埚的保护套管，14、坩埚瓣片缝隙中的绝缘隔层，15、能量束发生器，16、扫描系统，17、成型系统，18、供粉系统，19、控制系统，20、铜粉，21、成型活塞，22、工作台，23、供粉活塞，24、能量束，25、已成型工件，26、坩埚中的竖直水路孔，27、坩埚底中的横向水路孔，28、坩埚底中横向水路孔的延伸段，29、气源出气管道，30、冷却器，31、充气泵，32、进气通道，33、出气通道，34、螺旋管进气口，35、螺旋管，36、螺旋管进气口，37、抽气泵，41、密封环，42、透明玻璃板，43、惰性气仓。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，提出一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置，如图3所示，包括能量束发生器15(CO2高功率激光发射器等)、扫描系统16、成型系统17、供粉系统18、吹扫回收系统和控制系统19；其中，能量束发生器15用于产生能量束，所述扫描系统16用以带动所述能量束发生器15在至少两个自由度上移动；供所述供粉系统18用于向所述成型系统17定量添加铜粉；所述成型系统17与供粉系统18并列设置用于容纳逐层成型的水冷铜坩埚；其特征在于：还包括冷却加压系统，所述冷却加压系统包括依次连接的所述惰性气气源、气源出气管道29、冷却器30、充气泵31、冷却加压盖、螺旋管35、抽气泵37，抽气泵37与惰性气气源连接，所述冷却加压盖位于成型系统17顶端，所述螺旋管35位于所述成型系统17外侧。

所述冷却加压盖包括密封环41和透明玻璃板42，其中，密封环41和透明玻璃板42均采用耐高温高压材质，透明玻璃板采用高透光率玻璃，以便以激光等能量束的通过。所述透明玻璃板42位于所述密封环41顶部且与密封环41固定连接，所述密封环41与成型系统17密封配合。所述密封环41和透明玻璃板42内部形成惰性气仓43，所述密封环41内部设置有进气通道32和出气通道33，所述出气通道33与螺旋管进气口34连接。当惰性气仓43内部充满惰性气或者其他氮气等保护气体时，能够对铜粉的烧结起到保护作用，防止其发生化学反应。此外，密封环41和透明玻璃板42内部形成惰性气仓43体积更小，需要的惰性气更少，且形成保护的时间更短，由于惰性气仓的体积更小，其密封性更高，不容易泄露产生污染。

所述成型系统17包括成型缸体、成型活塞21、工作台22；工作台22可拆卸设置于成型活塞21顶部，所述工作台22用于承载已成型工件25。所述供粉系统18包括供粉缸体、供粉活塞23、铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；所述供粉活塞23用于承载铜粉20。其中，成型活塞21和供粉活塞23均采用液压伸缩杆等高精度驱动装置驱动，也可采用压电驱动器或者直线电机驱动。所述铺粉装置包括供粉滚轴231，所述供粉滚轴231用于在所述工作台22铺设铜粉。

所述能量束发生器15产生的能量束为激光束、电子束或等离子束。为了防止冷却加压盖对能量束的影响，其升降机构并不一定采用垂直工作台方向移动，也可以倾斜方向移动，或者采用翻转、平移的驱动装置。

所述密封环41和充气泵31之间设置电气控制阀一，所述螺旋管35和抽气泵37之间设置电气控制阀二。为了提高控制精度和反应速度，优选的电气控制阀一、二采用压电阀。

本发明所采用的惰性气为氩气，也可为不与铜粉起反应的氮气等气体。也可通过控制电气控制阀和抽气泵、充气泵将惰性气仓置为真空状态。所述的密封环41和透明玻璃板42设置有泄气阀，用于平衡惰性气仓内外压力，便于其驱动。

利用上述3D打印装置制备水冷铜坩埚的3D打印方法：具体包括以下步骤：

步骤一、将如图3所示将水冷铜坩埚的3D设计图输入控制系统19，利用升降机构将所述冷却加压盖提升脱离成型系统17恢复为初始状态，将成型活塞21下降一个单位距离，将铜粉20装入供粉系统18的供粉活塞23上；

步骤二、将供粉活塞23上升一个单位距离，利用供粉系统18中的铺粉装置将铜粉20输送到工作台22表面，形成一层厚度均匀的粉层；

步骤三、利用升降机构将所述冷却加压盖下降至所述成型系统17且施加密封压力，关闭冷却器30，开启电气控制阀一和电气控制阀二，启动充气泵31将惰性气输送至冷却加压盖内的惰性气仓43，关闭电气控制阀一和电气控制阀二；

步骤四、开启能量束发生器15通过所述扫描系统16照射到工作台22表面的所述粉层上，控制系统19根据水冷铜坩埚的3D设计图控制扫描系统16使能量束24按照水冷铜坩埚的层剖面的结构扫描，使扫描位置的铜粉烧结，形成水冷铜坩埚的第一层结构；

步骤五、开启电气控制阀二，启动抽气泵37将惰性气仓43内惰性气抽离，关闭电气控制阀二和抽气泵37，利用升降机构将所述冷却加压盖恢复至初始状态，将成型活塞21下降一个单位距离，

步骤六、重复所述步骤二至步骤五直到水冷铜坩埚完全成型；开启电气控制阀一和电气控制阀二，开启冷却器30和充气泵31，利用冷却的惰性气在惰性气仓43和螺旋管35中的循环将成型的水冷铜坩埚冷却；

步骤七、利用所述吹扫回收系统将存在于能量束24未扫描到位置的多余的铜粉吹扫到回收箱里；

步骤八、将所述冷却加压盖下降至所成型系统17且施加密封压力，关闭电气控制阀二和冷却器30，充气泵31向惰性气仓43施加气压，关闭电气控制阀一和充气泵31，利用气压对坩埚进行等静压处理，提高材料的致密性；这种等静压处理方式，避免了单独将成型后的水冷铜坩埚取出后处理的过程，提高了生产效率。此外，在等静压处理时，也可采用液压油进行，只需在密封环41的进气通道和出气通道单独设置液压油泵、液压油罐即可。

步骤九、开启电气控制阀二，利用抽气泵37将惰性气仓43中的惰性气抽离，将所述冷却加压盖恢复至初始状态，取出成型的水冷铜坩埚。

进一步的，为了保证坩埚材质的致密性，在完成每一层打印之后，在不送粉的条件下用激光束对同一层的结构重复扫描一遍、两遍或两遍以上，使铜粉充分烧融，排除孔隙；这些扫描可以采用更大的功率或较低的速度。

本发明的方法可以按照随形冷却的原则最合理的设计坩埚结构，令坩埚底水路的宽度向坩埚中心逐渐减小，一直延伸到接近坩埚底的中心，使整个坩埚底都得到充分的冷却(如图4所示)。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置，包括能量束发生器（15）、扫描系统（16）、成型系统（17）、供粉系统（18）、吹扫回收系统和控制系统（19）；其中，所述扫描系统（16）用以带动所述能量束发生器（15）在至少两个自由度上移动；所述供粉系统（18）用于向所述成型系统（17）定量添加铜粉；所述成型系统（17）与供粉系统（18）并列设置用于容纳逐层成型的水冷铜坩埚；其特征在于：还包括冷却加压系统，所述冷却加压系统包括依次连接的惰性气气源、气源出气管道（29）、冷却器（30）、充气泵（31）、冷却加压盖、螺旋管（35）、抽气泵（37），抽气泵（37）与惰性气气源连接，所述冷却加压盖位于成型系统（17）顶端，所述螺旋管（35）位于所述成型系统（17）外侧；

所述冷却加压盖包括密封环（41）和透明玻璃板（42），所述透明玻璃板（42）位于所述冷却加压盖密封环（41）顶部且与冷却加压盖密封环（41）固定连接，所述密封环（41）与成型系统（17）密封配合，所述密封环（41）和透明玻璃板（42）内部形成惰性气仓（43），所述密封环（41）内部设置有进气通道（32）和出气通道（33），所述出气通道（33）与螺旋管进气口（34）连接；

所述成型系统（17）包括成型缸体、成型活塞（21）、工作台（22）；所述工作台（22）位于成型活塞（21）顶部，用于承载已成型工件（25）；

所述供粉系统（18）包括供粉缸体、供粉活塞（23）、铺粉装置，用于在所述工作台（22）铺设粉末；所述供粉活塞（23）用于承载铜粉（20）；

所述密封环（41）和充气泵（31）之间设置电气控制阀一，所述螺旋管（35）和抽气泵（37）之间设置电气控制阀二；

所述制备水冷铜坩埚的3D打印装置的3D打印方法，包括以下步骤：

步骤一、将水冷铜坩埚的3D设计图输入控制系统（19），利用升降机构将所述冷却加压盖提升脱离成型系统（17）恢复为初始状态，将成型活塞（21）下降一个单位距离，将铜粉（20）装入供粉系统（18）的供粉活塞（23）上；

步骤二、将供粉活塞（23）上升一个单位距离，利用供粉系统（18）中的铺粉装置将铜粉（20）输送到工作台（22）表面，形成一层厚度均匀的粉层；

步骤三、利用升降机构将所述冷却加压盖下降至所述成型系统（17）且施加密封压力，关闭冷却器（30），开启电气控制阀一和电气控制阀二，启动充气泵（31）将惰性气输送至冷却加压盖内的惰性气仓（43），关闭电气控制阀一和电气控制阀二；

步骤四、开启能量束发生器（15）通过所述扫描系统（16）照射到工作台（22）表面的所述粉层上，控制系统（19）根据水冷铜坩埚的3D设计图控制扫描系统（16）使能量束（24）按照水冷铜坩埚的层剖面的结构扫描，使扫描位置的铜粉烧结，形成水冷铜坩埚的第一层结构；

步骤五、开启电气控制阀二，启动抽气泵（37）将惰性气仓（43）内惰性气抽离，关闭电气控制阀二和抽气泵（37），利用升降机构将所述冷却加压盖恢复至初始状态，将成型活塞（21）下降一个单位距离；

步骤六、重复所述步骤二至步骤五直到水冷铜坩埚完全成型；开启电气控制阀一和电气控制阀二，开启冷却器（30）和充气泵（31），利用冷却的惰性气在惰性气仓（43）和螺旋管（35）中的循环将成型的水冷铜坩埚冷却；

步骤七、利用所述吹扫回收系统将存在于能量束（24）未扫描到位置的多余的铜粉吹扫到回收箱里；

步骤八、将所述冷却加压盖下降至所述成型系统（17）且施加密封压力，关闭电气控制阀二和冷却器（30），充气泵（31）向惰性气仓（43）施加气压，关闭电气控制阀一和充气泵（31），利用气压对坩埚进行等静压处理，提高材料的致密性；

步骤九、开启电气控制阀二，利用抽气泵（37）将惰性气仓（43）中的惰性气抽离，将所述冷却加压盖恢复至初始状态，取出成型的水冷铜坩埚。

2.根据权利要求1所述的一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置，其特征在于：所述铺粉装置包括供粉滚轴（231）。

3.根据权利要求1所述的一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置，其特征在于：所述能量束发生器（15）产生的能量束为激光束、电子束或等离子束。

4.根据权利要求1所述的一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置，其特征在于：惰性气为氩气或氮气。

5.根据权利要求1所述的一种制备水冷铜坩埚的3D打印装置，其特征在于：所述步骤四中的能量束（24）扫描过程为两遍以上。

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