CN114082992B - 一种3d打印粉末转运装置、3d打印机及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印粉末转运装置、3D打印机及使用方法，包括储粉仓、缓冲装置和气体通入装置；所述气体通入装置位于所述储粉仓内部且一端与所述储粉仓的顶部连接，另一端伸入所述储粉仓底端并位于所述缓冲装置的上方；所述气体通入装置用于向所述储粉仓内部通入惰性气体。本发明通过设置气体通入装置通入惰性气体与缓冲装置配合对粉末进行吹扫以达到干燥粉末，防止粉末与空气接触出现氧化，还可以避免粉末卡阻在出粉口，实现持续稳定的输送干燥粉末到打印设备中，确保铺粉打印工作高效运行，进而提升了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及增材制造技术领域，具体涉及一种3D打印粉末转运装置、3D打印机及使用方法。
背景技术
当前国内外上送粉式3D打印系统中送料方式均多采用自重力落料到铺粉装置中，例如，中国专利CN208322118U公开了一种3D打印设备用储粉送料容器，该容器完全通过重力落粉方式输送粉末，当粉末堆积到底部出粉口后，细小的金属粉末在周转过程中易氧化和受潮，将出现出粉口开启困难，甚至导致出粉控制阀卡阻损坏。该类装置在导致产品性能和稳定性下降的同时，出现因粉末团聚使出粉口卡阻导致无法持续供料的问题，最终导致打印工作停止进行，严重制约了打印过程的制程可靠性。
中国专利CN213437182U公开了一种靠自加热方式除去装置内湿气提高粉末流动性的粉末容器，包括：储粉仓、加热罩和圆弧形的缓冲盖。该防堵式自干燥3D打印粉末周转装置，可在粉末进入储粉仓之前或之后对储粉仓进行加热，持续均匀输送热量，从而有效除湿使得粉末保持干燥状态。但是，该装置在使用过程中存在明显的安全隐患：在密闭容器中的粉末受热存在燃爆的风险，尤其是加热如铝粉等活泼粉末时。此外，该产品设置的腔内吹扫管位于储粉仓的底部，能够吹散的范围较小，当粉末较多时容易出现吹不动粉末的情况，粉末吹散效果较差。
有鉴于此，开发防氧化防堵式3D打印粉末转运装置及3D打印机，不仅有效防止粉末与空气接触出现氧化，还可以避免粉末卡阻在出粉口，实现持续稳定的输送干燥粉末到打印设备中，确保铺粉打印工作高效运行及确保装置运行的安全性，对本领域技术人员来说是有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种3D打印粉末转运装置、3D打印机及使用方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种3D打印粉末转运装置，包括
储粉仓，用于存储3D打印粉末，所述储粉仓的顶部设有进粉口，底端设置出粉口，所述储粉仓内的3D打印粉末从所述进粉口流向所述出粉口；
缓冲装置，所述缓冲装置位于所述储粉仓内部的底端；
气体通入装置；所述气体通入装置位于所述储粉仓内部且一端与所述储粉仓的顶部连接，另一端伸入所述储粉仓底端并位于所述缓冲装置的上方；所述气体通入装置用于向所述储粉仓内部通入惰性气体。
优选地，所述储粉仓的宽度从靠近所述进粉口的一端沿所述粉体的流动方向逐渐减小；更优选地，所述储粉仓呈倒圆锥形。
优选地，所述气体通入装置包括设置在所述储粉仓内部的惰性气体传输管道、设置在所述惰性气体传输管道上的惰性气体进气口和设置在所述惰性气体传输管道上的若干个惰性气体出气口。
优选地，所述惰性气体传输管道位于所述储粉仓内部且一端与所述储粉仓的顶部连接，另一端伸入所述储粉仓底端并盘踞在所述缓冲装置的上方。
优选地，所述惰性气体进气口位于所述惰性气体传输管道与所述储粉仓的顶部连接处；所述惰性气体出气口分布在所述惰性气体传输管道的靠近所述缓冲装置的一段管道上。
优选地，设置有至少一列均匀分布在靠近所述缓冲装置的一段管道上的惰性气体出气口，更优选地，设置有至少一列均匀分布在靠近所述缓冲装置的一侧处的惰性气体出气口。
优选地，每列所述惰性气体出气口之间的间距相同；每列中的每个所述惰性气体出气口之间的间距相同。
优选地，所述惰性气体出气口分布在所述惰性气体传输管道上的长度占所述惰性气体传输管道总长的1/5～1/2，更优选地，所述惰性气体传输管道上的长度占所述惰性气体传输管道总长的1/4～1/3；最优选地，所述惰性气体出气口分布在所述惰性气体传输管道上的长度为所述惰性气体传输管道盘踞在所述缓冲装置上方的长度。
优选地，所述气体通入装置还包括用于将多余的惰性气体排出储粉仓的泄气阀。
优选地，所述进粉口处安装有进粉控制阀，所述出粉口处安装有出粉控制阀；所述储粉仓顶部设有清理口以及与所述清理口相配的清理口盖子，所述进粉口、进粉控制阀、泄气阀和惰性气体进气口均安装在所述清理口盖子上。
优选地，还包括位于所述储粉仓外部的外部保护壳，所述外部保护壳为上端与所述储粉仓紧密连接的圆柱状结构。
优选地，所述外部保护壳的底部设有让所述出粉口通过的开口，所述外部保护壳的底部固定连接有叉运槽，所述叉运槽用于供叉车叉取。
优选地，所述叉运槽包括两个平行放置的方形槽体或一个环形叉运槽，所述环形叉运槽的一端为半圆形槽体，所述半圆形槽体的两端设置有两个平行放置的方形槽体，所述出粉口位于两个平行放置的方形槽体之间。
优选地，所述缓冲装置包括缓冲盖和均匀分布在所述缓冲盖下方的至少两个支撑脚，所述缓冲盖为圆心朝下的圆弧形结构；所述缓冲盖与所述储粉仓的内壁之间存在一定间隙。
优选地，所述缓冲装置通过至少两个支撑脚活动安装在所述储粉仓内底端。
本申请还要求保护一种3D打印机，包括：送料装置、铺粉装置以及上文中所述的防氧化防堵式3D打印粉末转运装置，所述防氧化防堵式3D打印粉末转运装置的进粉口与所述送料装置的出粉口相连，所述防氧化防堵式3D打印粉末转运装置的出粉口与所述铺粉装置的进粉口相连。
优选地，包括惰性气体供应设备，所述惰性气体供应设备与所述惰性气体进气口之间通过管道连接。
本申请还要求保护一种3D打印机的使用方法，采用上文所述的3D打印机，包括以下几个步骤：
S1、用叉车通过叉运槽将防氧化防堵式粉末转运装置放置在铺粉装置上端，将送料装置的出粉口和铺粉装置的进粉口分别与储粉罐进粉口和出粉口连接，将惰性气体进气口与惰性气体供应设备连接；
S2、打开防氧化防堵式粉末转运装置的进粉控制阀，送料装置通过防氧化防堵式粉末转运装置上的进粉口定量输送金属粉末至储粉仓中，粉末掉落在活动的缓冲装置上；
S3、送粉完成后，关闭防氧化防堵式粉末转运装置的进粉控制阀，所述惰性气体供应设备向惰性气体进气口输送惰性气体，惰性气体通过惰性气体传输管道送到缓冲装置上方的惰性气体出气口，对粉末吹扫至少1min，使粉末松散且使储粉仓内无空气，多余的惰性气体通过泄气阀安全排出；
S4、达到设定的吹扫工艺时间后，惰性气体供应设备停止向惰性气体进气口输送惰性气体，根据铺粉装置的需要，通过开闭出粉控制阀，将满足打印工艺要求的干燥粉末从出粉口完全送至铺粉装置中；
S5、当要切换不同牌号粉末时，打开清理口盖子，通过清理口将罐体内部清理干净，有效防止粉末交叉污染。
优选地，步骤S1中，将送料装置的出粉口和铺粉装置的进粉口分别与储粉罐进粉口和出粉口连接前需要先关闭防氧化防堵式粉末转运装置上的进粉控制阀和出粉控制阀。
优选地，步骤S3中所述惰性气体通过惰性气体传输管道送到缓冲装置上方的惰性气体出气口对粉末吹扫的时间优选地为1min～30min，更优选地为1min～10min，更优选地为3min～8min，更优选地为4min～6min。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明通过设置气体通入装置通入惰性气体与缓冲装置配合对粉末进行吹扫以达到干燥粉末，防止粉末与空气接触出现氧化，还可以避免粉末卡阻在出粉口，实现持续稳定的输送干燥粉末到打印设备中，确保铺粉打印工作高效运行，进而提升了生产效率；
2.本发明不设置有加热装置，能够确保粉末输送过程中的安全性和稳定性，惰性气体传输管道上分布的惰性气体出气口能够吹散的范围较大，只需较小力就可将粉末吹散，吹散效果较好；
3.本发明通过简单的结构实现粉末转运，使用方便，提高了运转效率和稳定性，满足生产使用的需要。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实施例的正视图；
图2为本发明一种实施例的俯视图；
图3为图2中A部分的放大示意图。
其中，1、储粉仓；2、进粉口；3、出粉口；4、缓冲装置；5、气体通入装置；6、进粉控制阀；7、出粉控制阀；8、泄气阀；9、清理口；10、清理口盖子；11、外部保护壳；12、叉运槽；
41、缓冲盖；42、支撑脚；
51、惰性气体传输管道；52、惰性气体进气口；53、惰性气体出气口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
实施例一
如图1-图3所示，一种防氧化防堵式3D打印粉末转运装置，包括
储粉仓1，用于存储3D打印粉末，所述储粉仓的顶部设有进粉口2，底端设置出粉口3，所述储粉仓内的3D打印粉末从所述进粉口流向所述出粉口；
缓冲装置4，所述缓冲装置位于所述储粉仓内部的底端；
气体通入装置5；所述气体通入装置位于所述储粉仓内部且一端与所述储粉仓的顶部连接，另一端伸入所述储粉仓底端并位于所述缓冲装置的上方；所述气体通入装置用于向所述储粉仓内部通入惰性气体。
进一步的，所述储粉仓的宽度从靠近所述进粉口的一端沿所述粉体的流动方向逐渐减小。
在其他的优选实施例中，所述储粉仓呈倒圆锥形。
进一步的，所述气体通入装置包括设置在所述储粉仓内部的惰性气体传输管道51、设置在所述惰性气体传输管道上的惰性气体进气口52和设置在所述惰性气体传输管道上的若干个惰性气体出气口53。
进一步的，所述惰性气体传输管道位于所述储粉仓内部且一端与所述储粉仓的顶部连接，另一端伸入所述储粉仓底端并盘踞在所述缓冲装置的上方。
进一步的，所述惰性气体进气口位于所述惰性气体传输管道与所述储粉仓的顶部连接处；所述惰性气体出气口分布在所述惰性气体传输管道的靠近所述缓冲装置的一段管道上。
进一步的，设置有至少一列均匀分布在靠近所述缓冲装置的一段管道上的惰性气体出气口。
在其他的优选实施例中，设置有至少一列均匀分布在靠近所述缓冲装置的一侧处的惰性气体出气口。
进一步的，每列所述惰性气体出气口之间的间距相同；每列中的每个所述惰性气体出气口之间的间距相同。
进一步的，所述惰性气体出气口分布在所述惰性气体传输管道上的长度占所述惰性气体传输管道总长的1/5～1/2。
在其他的优选实施例中，所述惰性气体传输管道上的长度占所述惰性气体传输管道总长的1/4～1/3。
在其他的优选实施例中，所述惰性气体出气口分布在所述惰性气体传输管道上的长度为所述惰性气体传输管道盘踞在所述缓冲装置上方的长度。
进一步的，所述气体通入装置还包括用于将多余的惰性气体排出储粉仓的泄气阀8。
进一步的，所述进粉口处安装有进粉控制阀6，所述出粉口处安装有出粉控制阀7；所述储粉仓顶部设有清理口9以及与所述清理口相配的清理口盖子10，所述进粉口、进粉控制阀、泄气阀和惰性气体进气口均安装在所述清理口盖子上。
进一步的，还包括位于所述储粉仓外部的外部保护壳11，所述外部保护壳为上端与所述储粉仓紧密连接的圆柱状结构。
优选地，所述外部保护壳的底部设有让所述出粉口通过的开口，所述外部保护壳的底部固定连接有叉运槽12，所述叉运槽用于供叉车叉取。
进一步的，所述叉运槽包括两个平行放置的方形槽体；所述出粉口位于两个平行放置的方形槽体之间。
在其他的优选实施例中，所述叉运槽包括一个环形叉运槽，所述环形叉运槽的一端为半圆形槽体，所述半圆形槽体的两端设置有两个平行放置的方形槽体，所述出粉口位于两个平行放置的方形槽体之间。
进一步的，所述缓冲装置包括缓冲盖41和均匀分布在所述缓冲盖下方的四个支撑脚42，所述缓冲盖为圆心朝下的圆弧形结构；所述缓冲盖与所述储粉仓的内壁之间存在一定间隙。
进一步的，所述缓冲装置通过四个支撑脚活动安装在所述储粉仓内底端。
实施例二
本实施例是在上述实施例一的基础上进行的，与上述实施例相同之处不予赘述。
本实施例主要介绍一种与实施例一相适配的防氧化防堵式3D打印机，包括：送料装置、铺粉装置以及实施例一中所述的防氧化防堵式3D打印粉末转运装置，所述防氧化防堵式3D打印粉末转运装置的进粉口与所述送料装置的出粉口相连，所述防氧化防堵式3D打印粉末转运装置的出粉口与所述铺粉装置的进粉口相连。
优选地，包括惰性气体供应设备，所述惰性气体供应设备与所述惰性气体进气口之间通过管道连接。
本实施例中所述3D打印机的使用方法，包括以下几个步骤：
S1、用叉车通过叉运槽将防氧化防堵式粉末转运装置放置在铺粉装置上端，将送料装置的出粉口和铺粉装置的进粉口分别与储粉罐进粉口和出粉口连接，将惰性气体进气口与惰性气体供应设备连接；
S2、打开防氧化防堵式粉末转运装置的进粉控制阀，送料装置通过防氧化防堵式粉末转运装置上的进粉口定量输送金属粉末至储粉仓中，粉末掉落在活动的缓冲装置上；
S3、送粉完成后，关闭防氧化防堵式粉末转运装置的进粉控制阀，所述惰性气体供应设备向惰性气体进气口输送惰性气体，惰性气体通过惰性气体传输管道送到缓冲装置上方的惰性气体出气口，对粉末吹扫至少1min，使粉末松散且使储粉仓内无空气，多余的惰性气体通过泄气阀安全排出；
S4、达到设定的吹扫工艺时间后，惰性气体供应设备停止向惰性气体进气口输送惰性气体，根据铺粉装置的需要，通过开闭出粉控制阀，将满足打印工艺要求的干燥粉末从出粉口完全送至铺粉装置中；
S5、当要切换不同牌号粉末时，打开清理口盖子，通过清理口将罐体内部清理干净，有效防止粉末交叉污染。
进一步的，步骤S1中，将送料装置的出粉口和铺粉装置的进粉口分别与储粉罐进粉口和出粉口连接前需要先关闭防氧化防堵式粉末转运装置上的进粉控制阀和出粉控制阀。
进一步的，步骤S3中所述惰性气体通过惰性气体传输管道送到缓冲装置上方的惰性气体出气口对粉末吹扫的时间1min～30min，更优选地为1min～10min，更优选地为3min～8min，更优选地为4min～6min。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种3D打印粉末转运装置，其特征在于，包括
储粉仓，用于存储3D打印粉末，所述储粉仓的顶部设有进粉口，底端设置出粉口，所述储粉仓内的3D打印粉末从所述进粉口流向所述出粉口；
缓冲装置，所述缓冲装置位于所述储粉仓内部的底端；
气体通入装置；所述气体通入装置位于所述储粉仓内部且一端与所述储粉仓的顶部连接，另一端伸入所述储粉仓底端并位于所述缓冲装置的上方；所述气体通入装置用于向所述储粉仓内部通入惰性气体；
所述气体通入装置包括设置在所述储粉仓内部的惰性气体传输管道、设置在所述惰性气体传输管道上的惰性气体进气口和设置在所述惰性气体传输管道上的若干个惰性气体出气口；
所述惰性气体传输管道位于所述储粉仓内部且一端与所述储粉仓的顶部连接，另一端伸入所述储粉仓底端并盘踞在所述缓冲装置的上方；
设置有至少一列均匀分布在靠近所述缓冲装置的一段管道上的惰性气体出气口；
所述惰性气体出气口分布在所述惰性气体传输管道上的长度为所述惰性气体传输管道盘踞在所述缓冲装置上方的长度。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印粉末转运装置，其特征在于，所述气体通入装置还包括用于将多余的惰性气体排出储粉仓的泄气阀。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印粉末转运装置，其特征在于，所述进粉口处安装有进粉控制阀，所述出粉口处安装有出粉控制阀；所述储粉仓顶部设有清理口以及与所述清理口相配的清理口盖子，所述进粉口、进粉控制阀、泄气阀和惰性气体进气口均安装在所述清理口盖子上。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印粉末转运装置，其特征在于，还包括位于所述储粉仓外部的外部保护壳，所述外部保护壳为上端与所述储粉仓紧密连接的圆柱状结构。
5.根据权利要求4所述的一种3D打印粉末转运装置，其特征在于，所述外部保护壳的底部设有让所述出粉口通过的开口，所述外部保护壳的底部固定连接有叉运槽，所述叉运槽用于供叉车叉取。
6.一种3D打印机，其特征在于，包括：送料装置、铺粉装置以及如权利要求1-5中任一项所述的3D打印粉末转运装置，所述3D打印粉末转运装置的进粉口与所述送料装置的出粉口相连，所述3D打印粉末转运装置的出粉口与所述铺粉装置的进粉口相连。
7.如权利要求6所述的一种3D打印机，其特征在于，包括惰性气体供应设备，所述惰性气体供应设备与所述惰性气体进气口之间通过管道连接。
8.一种3D打印机的使用方法，其特征在于，采用权利要求7所述的一种3D打印机，包括以下几个步骤：
S1、用叉车通过叉运槽将3D打印粉末转运装置放置在铺粉装置上端，将送料装置的出粉口和铺粉装置的进粉口分别与储粉罐进粉口和出粉口连接，将惰性气体进气口与惰性气体供应设备连接；
S2、打开3D打印粉末转运装置的进粉控制阀，送料装置通过3D打印粉末转运装置上的进粉口定量输送金属粉末至储粉仓中，粉末掉落在活动的缓冲装置上；
S3、送粉完成后，关闭3D打印粉末转运装置的进粉控制阀，所述惰性气体供应设备向惰性气体进气口输送惰性气体，惰性气体通过惰性气体传输管道送到缓冲装置上方的惰性气体出气口，对粉末吹扫至少1min，使粉末松散且使储粉仓内无空气，多余的惰性气体通过泄气阀安全排出；
S4、达到设定的吹扫工艺时间后，惰性气体供应设备停止向惰性气体进气口输送惰性气体，根据铺粉装置的需要，通过开闭出粉控制阀，将满足打印工艺要求的干燥粉末从出粉口完全送至铺粉装置中；
S5、当要切换不同牌号粉末时，打开清理口盖子，通过清理口将罐体内部清理干净，有效防止粉末交叉污染。
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