CN115007868A - 一种3d打印粉末制粉过程充氩气方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种3d打印粉末制粉过程充氩气方法及装置，属于3D打印粉末制备技术领域，所述充氩气装置设置在雾化制粉设备中，包括喷嘴组件、气体管路、气源；所述喷嘴组件包括第一阀体、第二阀体，所述第一阀体、第二阀体相接触面设置有环形间隙，所述环形间隙同第二阀体内侧面联通处为环形喷嘴；在第一阀体中下部设置有环形喷嘴第二气道。本发明通过对环形喷嘴的优化设计，提高喷嘴处氩气风量，同时可以对环形喷嘴喷出气流同液体原料流的夹角进行微调，以达到最佳的雾化效果。本发明还提供一种充氩气方法，通过本发明所提供装置和方法制得的粉末具有生产效率高、球形度好、粒度分布窄等优点，有利于提高3D打印最终产品的形状精度和力学性能。

Description

一种3d打印粉末制粉过程充氩气方法及装置

技术领域

本发明涉及3D打印粉末制备技术领域，具体为一种3d打印粉末制粉过程充氩气方法及装置。

背景技术

3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，又称增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用液体、粉末状或丝状可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

粉末状原材料，包括金属粉末、塑料粉末、陶瓷粉末等，在电子束自由成形制造(Electron beam freeform fabrication)，电子束熔化技术(Electron Beam Melting)、直接金属激光烧结(Direct metal laser sintering)、选择性激光熔化成型(SelectiveLaser Melting)、粉末层喷头3D打印（Powder bed and inkjet head 3d printing）等领域得到广泛使用，其颗粒度、纯净度、粒径分布范围等指标对最终产物的成型精度、结构强度、力学性能具有重要影响。

常见的制粉工艺包括球磨法、雾化法、化学法等，其中雾化法凭借其粉末球形度高、粉末粒度可控、氧含量低、生产成本低以及适应多种粉末的生产等优点得到广泛使用，但是也存在能耗相对较大、细粉收得率低等缺陷。在具体技术细节上，在气流冲击金属液流进行雾化过程中，气流同液流的夹角对于雾化效率、粉末参数等具有一定影响，目前的雾化设备一般不能在生产过程中根据需要对该夹角进行调整，另外在完成冲击后，受到腔壁反射气流等因素的影响，雾化腔内容易产生乱流，靠近冲击处的高速乱流有可能造成尚未完全冷却的颗粒之间的粘连，影响最终粉末产品的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3d打印粉末制粉过程充氩气方法及装置，以解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供一种3d打印粉末制粉过程充氩气装置，所述充氩气装置设置在雾化制粉设备中，所述雾化制粉设备包括雾化腔、原料喷嘴、原料熔融腔，所述充氩气装置包括喷嘴组件、气体管路、至少一个气源；所述喷嘴组件包括第一阀体、第二阀体，所述第一阀体、第二阀体为内部设置有通孔的圆柱体结构，所述第二阀体设置在第一阀体上方，顶部同雾化腔顶部连接，所述原料喷嘴位于第一阀体、第二阀体内部通孔中；所述第一阀体、第二阀体内侧面为斜面，底部内径小于顶部内径；所述第一阀体、第二阀体相接触面设置有环形间隙，所述环形间隙一侧同第一阀体、第二阀体内侧面联通，另一侧通过至少一个通气孔连接到气体管路，进而连接到气源；所述环形间隙同第一阀体、第二阀体内侧面联通处为环形喷嘴；在第一阀体中下部设置有环形喷嘴第二气道；所述环形喷嘴第二气道包括设置在第一阀体中下部的第二环形间隙，在所述第二环形间隙远离第一阀体内侧面一侧设置有第二通气孔，所述第二通气孔通过气体管路连接到气源。

进一步的，所述第一阀体底部内径为原料喷嘴底部外径的120%-200%；所述第二环形间隙倾斜设置，靠近第一阀内侧面的一端高度较低，与水平面倾斜角度为10-45度。

进一步的，所述环形间隙上下两面相互水平或者所述环形间隙沿着靠近第一阀体内侧面方向上，上下两面间的距离由大变小向中间收缩至一个窄部，窄部之后又由小变大向外扩张至环形喷嘴。

进一步的，所述喷嘴组件还包括第三阀体，所述第三阀体为内部设置有通孔的圆柱体结构，所述第三阀体设置在第一阀体下方，所述原料喷嘴位于第三阀体内部通孔中；所述第三阀体的外侧面为斜面，底部外径大于顶部内径，与水平面倾斜角度为30-45度；所述第三阀体底部外径为原料喷嘴底部外径的2-10倍；所述第一阀体、第三阀体相接触面设置有第三环形间隙，所述第三环形间隙一侧同第一阀体、第三阀体外侧面联通，另一侧通过至少一个通气孔连接到气体管路进而连接到气源，或者通过联通气道同环形间隙联通；所述第三环形间隙同第一阀体、第三阀体外侧面联通处为气幕喷嘴。

进一步的，所述气源包括高压氩气气源和低压氩气气源；在所述第二阀体顶部设置有低压腔室，所述低压腔室同第一阀体、第二阀体内部通孔联通，并通过气体管路连接到气源，所述气源为低压氩气气源。

进一步的，所述气源包括高压氩气气源和低压氩气气源；在所述第二阀体顶部设置有低压腔室，所述低压腔室包括有第一低压腔室、第二低压腔室，所述第一低压腔室同第一阀体、第二阀体内部通孔联通；所述气幕喷嘴位于第二低压腔内；所述第一低压腔室、第二低压腔室分别同气源连通，所述气源为低压氩气气源。

进一步的，所述第一低压腔室由圆盘形顶板、第一侧板、第二阀体顶面围合而成；所述第二低压腔室由圆盘形顶板、第二侧板、第一侧板和第一阀体、第二阀体、第三阀体的外侧面围合而成，所述第二侧板底部同第三阀体底部平齐，所述第二侧板底部内壁同第三阀体底部外壁间的距离为2-5mm。

本发明还公开一种上述充氩气装置的3d打印粉末制粉过程充氩气方法，所述充氩气方法，包括如下步骤：步骤1、确定环形喷嘴、环形喷嘴第二气道、气幕喷嘴的充气压力；步骤2、按照步骤1获得的充气压力开始环形喷嘴，气幕喷嘴的充气，至稳定状态；步骤3、在环形喷嘴，气幕喷嘴到达稳定状态后，按照步骤1获得的充气压力开始环形喷嘴第二气道的充气，至稳定状态，之后开始雾化制粉作业；步骤4、制粉完成后环形喷嘴、环形喷嘴第二气道关闭，气幕喷嘴继续工作10-30秒后关闭；所述环形喷嘴，气幕喷嘴、环形喷嘴第二气道到达稳定状态是指所述环形喷嘴、气幕喷嘴、环形喷嘴第二气道开始充气后的60-120秒。

进一步的，所述步骤1包括如下步骤：步骤1.1、预设环形喷嘴、气幕喷嘴的充气压力；所述环形喷嘴充气压力为3-10MPa，所述气幕喷嘴充气压力为1-2MPa；步骤1.2、根据步骤1.1设定的充气压力参数，试运行30-60min，测定最终产品的细粉收得率；步骤1.3、在环形喷嘴充气压力的10-30%范围内调整环形喷嘴第二气道的充气压力，同时按照步骤1.1获得的环形喷嘴、气幕喷嘴的充气压力，试运行30-60min，每次试运行后测定最终产品的细粉收得率；步骤1.4、通过比较不同环形喷嘴第二气道的充气压力对应的细粉收得率，取细粉收得率最高时对应的充气压力为环形喷嘴第二气道充气压力。

进一步的，所述步骤1包括如下步骤：步骤1.1、获得原材料物理性能、最终产品粒径要求、环形喷嘴充气压力、环形喷嘴第二气道充气压力之间的对应表，所述原材料物理性能具体为原材料液体状态下表面张力同粘度乘积与密度的比值；步骤1.2、通过步骤1.1获得的对应表查询获得环形喷嘴充气压力、环形喷嘴第二气道充气压力推荐值。

本发明提供一种3d打印粉末制粉过程充氩气装置，通过对环形喷嘴的优化设计，提高喷嘴处氩气风量，可以显著提高生产效率；通过环形喷嘴第二气道的设置，可以对环形喷嘴喷出气流同熔化的液体原料流的夹角进行微调，以达到最佳的雾化效果，提高细粉收得率；通过气幕喷嘴的设置在气流冲击金属液流冲击处附近形成伞状气幕，有效地降低意料之外的乱流产生；通过对环形喷嘴、气幕喷嘴的设计，可以有效地提高气流的指向性，同时可以带动周围空气流动形成高压、高速气流，降低耗气量，提高气体的循环利用率；同时具有结构简单、可以在现有设备上改造适用等优点。

本发明还提供一种充氩气方法，具体的为调整充气相关参数的方法，可以较为方便快捷地实现对充气相关参数，特别是气流同液流的夹角的调整，可以有效地适应不同产品参数的要求，有利于提高产业质量。

通过本发明所提供装置和制备方法制得的粉末具有球形度好、粒度分布窄等优点，有利于提高3D打印最终产品的形状精度和力学性能。

为使本发明构思和其他目的、优点、特征及作用能更清楚易懂，将在下文具体实施方式中特举较佳实施例，并配合附图，作出详细展开说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是3d打印粉末制粉过程充氩气装置的一种实施例整体示意图。

图2是3d打印粉末制粉过程充氩气装置的另一种实施例局部放大示意图。

图3是3d打印粉末制粉过程充氩气装置的又一种实施例示意图。

图4是3d打印粉末制粉过程充氩气装置的再一种实施例示意图。

图5是3d打印粉末制粉过程充氩气装置的又一种实施例示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

如附图1所示，本发明所涉及的一种3d打印粉末制粉过程充氩气装置，所述充氩气装置设置在雾化制粉设备中，所述雾化制粉设备包括雾化腔w1、原料喷嘴w2、原料熔融腔w3。

所述充氩气装置包括喷嘴组件1、气体管路2、至少一个气源3。所述喷嘴组件1包括内部设置有通孔的圆柱体结构的第一阀体11、第二阀体12，所述第二阀体12设置在第一阀体11上方，顶部同雾化腔w1顶部连接。所述原料喷嘴w2位于第一阀体11、第二阀体12内部通孔中。

所述第一阀体11、第二阀体12内侧面为斜面，底部内径小于顶部内径，所述第一阀体11内径最小处内径为原料喷嘴w2底部外径的120%-200%。

所述第一阀体11、第二阀体12相接触面设置有环形间隙13，所述环形间隙13一侧同第一阀体11、第二阀体12内侧面联通，另一侧通过至少一个通气孔14连接到气体管路2，进而连接到第一气源31。

使用时第一气源31将高速压缩气体通过气体管路2、通气孔14进入环形间隙13，从环形间隙13端口，即环形喷嘴15喷出，同从原料喷嘴w2流出的原料液流冲击。环形喷嘴15的宽度小于5mm。

所述第一气源31一般为高压氩气气源，可以直接为高压氩气罐，或者连接到氩气气源的压缩机。所述气源3还包括低压氩气气源。

如附图2所示，第二阀体12内部通孔最底部的内径小于第一阀体11内部通孔最顶部的内径，其尺寸差为3-5mm。气流在从环形喷嘴15喷出时，一般会沿第一阀体11内侧面运动，通过调整第一阀体11内侧面的倾斜角度，可以限定气流在从环形喷嘴15的喷出角度，进而影响气流同液流的夹角。

如附图2所示，所述环形间隙13上下两面相互水平，其上下两面也可以设置成曲线，构成拉瓦尔喷管（图中未示出），即沿着靠近第一阀体11内侧面方向上，环形间隙13上下两面间的距离由大变小向中间收缩至一个窄部，窄部之后又由小变大向外扩张至环形喷嘴15，实现对气流的增速。

如附图2所示，为提高气流喷出方向的可调整性，同时避免引入可动的机械结构，在第一阀体11中下部设置有环形喷嘴第二气道16。避免引入可动的机械结构的原因是由于雾化腔w1内部长期为粉尘环境，特别是金属粉尘环境，可动的机械结构容易因粉尘进入缝隙造成卡死。所述环形喷嘴第二气道16，包括设置在第一阀体11中下部的第二环形间隙161，在所述第二环形间隙161远离第一阀体11内侧面一侧设置有第二通气孔162，所述第二通气孔162通过气体管路2连接到气源3（图中未示出）。使用时压缩气体通过气体管路2、第二通气孔162、第二环形间隙161流出，流出的高速气体会对于从环形喷嘴15流动方向产生影响，进而影响气流同液流的夹角。

所述第二环形间隙161倾斜设置，靠近第一阀内侧面的一端高度较低，与水平面倾斜角度为10-45度。主要是避免金属粉末进入环形喷嘴第二气道16。

如附图3所示，在某些场景下，如对环形喷嘴15喷出气体流速要求较低时，也可以在所述第二阀体12顶部设置有低压腔室17所述低压腔室17同第一阀体11、第二阀体12内部通孔联通，并通过气体管路2连接到第二气源32，具体为低压氩气气源，该低压氩气气源可以来自于对雾化腔w1内气体净化。在所述气体管路2上可以设置开关阀，当高速气体从环形喷嘴15流出时，会带动低压腔室17内的低压气体以高速同液流冲击，提高冲击气流的气量。

如附图3所示，所述喷嘴组件1还包括内部设置有通孔的圆柱体结构的第三阀体18、所述第三阀体18设置在第一阀体11下方，所述原料喷嘴w2位于第三阀体18内部通孔中。

所述第三阀体18的外侧面为斜面，底部外径大于顶部内径，倾斜角度18a为30-45度。所述第三阀体18底部外径为原料喷嘴w2底部外径的2-10倍。

所述第一阀体11、第三阀体18相接触面设置有第三环形间隙19，所述第三环形间隙19一端同第一阀体11、第三阀体18外侧面联通，另一端通过至少一个通气孔连接到气体管路2，进而连接到气源3。

如附图4所示，所述第三环形间隙19可以通过联通气道19b同环形间隙13联通，通过环形间隙13获得压缩气体，通过控制联通气道19b的截面积可以实现对进入第三环形间隙19内气体压力的控制。

使用时气源3将高速压缩气体通过气体管路2、通气孔进入第三环形间隙19，从第三环形间隙19端口，即气幕喷嘴19a喷出，形成锥形气幕。

所述第三阀体18的外侧面为斜面，在康达效应下可以有效地形成单层或厚度较薄的连续气幕，同时由于康达效应除会影响气流方向外还具有空气放大的特性，可以带动位于所述第三阀体18外侧面上方的气体流动，增加气幕气量。

如附图4所示，当雾化腔w1较小时，如果通过气幕喷嘴19a带动雾化腔w1顶部气流高速流动，容易产生不可预测的乱流，可以考虑使用外部的低压气流。

所述低压腔室17还包括有第一低压腔室171、第二低压腔室172，所述第一低压腔室171同第一阀体11、第二阀体12内部通孔联通；所述气幕喷嘴19a位于第二低压腔室172内，所述第二低压腔室172在靠近第三阀体18的外侧面底部设置有环形通孔172a。

第一低压腔室171、第二低压腔室172分别通过气体管路同低压气源相连通，在所述气体管路上分别设置有控制其开合的开关阀，可以根据需要打开或关闭气体管路。

具体的，附图3所示的低压腔室17，附图4所示的所述第一低压腔室171由圆盘形顶板17a、第一侧板17b1、第二阀体12顶面围合而成，所述第二低压腔室172由圆盘形顶板17a、第二侧板17b2、第一侧板17b1和第一阀体11、第二阀体12、第三阀体18的外侧面围合而成，所述第二侧板17b2底部同第三阀体18底部平齐，所述第二侧板17b2底部内壁同第三阀体18底部外壁间的距离为2-5mm。

设置两个低压腔室17，主要是考虑到环形喷嘴15、气幕喷嘴19a的压力不同，采用同一个供气管路，容易造成放大效果不均匀等问题。

也可以如附图5所示仅设置有第二低压腔室172，不设置第一低压腔室171，即仅设置圆盘形顶板17a、第二侧板17b2。圆盘形顶板17a、第二阀体12顶部同雾化腔w1内部气密性连接，通过圆盘形顶板17a、第二侧板17b2和第一阀体11、第二阀体12、第三阀体18的外侧面围合成第二低压腔室172。所述第二侧板17b2底部同第三阀体18底部平齐，所述第二侧板17b2底部内壁同第三阀体18底部外壁间的距离为2-5mm。

本发明涉及一种3d打印粉末制粉过程充氩气方法，包括如下步骤：

步骤1、参数调试步骤，确定环形喷嘴、环形喷嘴第二气道、气幕喷嘴的充气压力；

步骤2、按照步骤1获得的充气压力开始环形喷嘴，气幕喷嘴的充气，至稳定状态；

步骤3、在环形喷嘴，气幕喷嘴到达稳定状态后，按照步骤1获得的充气压力开始环形喷嘴第二气道的充气，至稳定状态，之后开始雾化制粉作业；

步骤4、制粉完成后环形喷嘴、环形喷嘴第二气道关闭，气幕喷嘴继续工作10-30秒后关闭。

所述环形喷嘴，气幕喷嘴、环形喷嘴第二气道到达稳定状态是指所述环形喷嘴，气幕喷嘴开始充气后的60-120秒。

所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1、综合产品性能要求、能耗、经验参数等因素预设环形喷嘴、气幕喷嘴的充气压力；所述环形喷嘴充气压力为3-10MPa，所述气幕喷嘴充气压力为1-2MPa；

步骤1.2、根据步骤1.1设定的充气压力参数，试运行30-60min，测定最终产品的细粉收得率；

步骤1.3、在环形喷嘴充气压力的10-30%范围内调整环形喷嘴第二气道的充气压力，同时按照步骤1.1获得的环形喷嘴、气幕喷嘴的充气压力，试运行30-60min，每次试运行后测定最终产品的细粉收得率；

步骤1.4、通过比较不同环形喷嘴第二气道的充气压力对应的细粉收得率，取细粉收得率最高时对应的环形喷嘴第二气道的充气压力为环形喷嘴第二气道充气压力，并将该上述参数记录到工艺数据库，便于后续生产中直接调用。

通过对环形喷嘴第二气道的充气压力的调整，可以调整环形喷嘴喷出气流的角度，影响气流同金属液流的喷射夹角，喷射夹角会影响回流区面积、抽吸压力，一般而言喷射夹角越大，抽吸压力值越小，抽吸压力较大时，高温金属液流会被快速的吸至回流区，回流区内会存在较多的一次破碎的液片，破碎面积较大；抽吸压力较小时，高温金属液流的边缘会在回流区高速气体冲击下形成薄膜，并随气流方向向外扩散，回流区内液片较少，另外喷射夹角也会对冲击区气流的紊乱度产生影响。

目前针对喷射夹角的理论领域内尚未形成统一的认识，因此无法通过公式或公认的经验公式获得精确的或者说最佳的外喷射夹角，因此本申请中通过实验的方式，在经验基础上，借助本申请所涉及喷嘴结构中方便的调节机制，对喷射夹角进行微调，通过对不同夹角下结果的分析获得最佳参数。

为进一步提高后续工艺调整的效率，将不同原材料物理性能、最终产品粒径要求、环形喷嘴充气压力Pp、环形喷嘴第二气道充气压力Pt建立对应关系，

f（Pp、Pt）=a f（d、σ*η/ρ）

其中 d为最终粉末产品平均粒径、ρ为金属液流的密度、σ为金属液流的表面张力，η为金属液流的粘度、a为系数。

即建立起环形喷嘴充气压力Pp、环形喷嘴第二气道充气压力Pt，同粉末产品平均粒径、金属液物理特性（σ*η/ρ）之间的对应表。金属液即为原材料熔化后的液体形态

对于新的产品配方通过上述对应表获得环形喷嘴充气压力Pp、环形喷嘴第二气道充气压力Pt推荐值。

可以直接采用该推荐值进行充气作业，也可以在该推荐值基础上通过实验验证进行进一步的优化，具体过程如下在环形喷嘴第二气道充气压力推荐值的70-130%范围内调整环形喷嘴第二气道的充气压力，环形喷嘴充气压力Pp按照推荐值，试运行30-60min，每次试运行后测定最终产品的细粉收得率。通过比较不同环形喷嘴第二气道的充气压力对应的细粉收得率，取细粉收得率最高时对应的环形喷嘴第二气道的充气压力为环形喷嘴第二气道充气压力。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”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。

此外，需要说明的是，在本发明的描述中，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3d打印粉末制粉过程充氩气装置，所述充氩气装置设置在雾化制粉设备中，所述雾化制粉设备包括雾化腔、原料喷嘴、原料熔融腔，其特征在于，所述充氩气装置包括喷嘴组件、气体管路、至少一个气源；所述喷嘴组件包括第一阀体、第二阀体，所述第一阀体、第二阀体为内部设置有通孔的圆柱体结构，所述第二阀体设置在第一阀体上方，顶部同雾化腔顶部连接，所述原料喷嘴位于第一阀体、第二阀体内部通孔中；所述第一阀体、第二阀体内侧面为斜面，底部内径小于顶部内径；所述第一阀体、第二阀体相接触面设置有环形间隙，所述环形间隙一侧同第一阀体、第二阀体内侧面联通，另一侧通过至少一个通气孔连接到气体管路，进而连接到气源；所述环形间隙同第一阀体、第二阀体内侧面联通处为环形喷嘴；在第一阀体中下部设置有环形喷嘴第二气道；所述环形喷嘴第二气道包括设置在第一阀体中下部的第二环形间隙，在所述第二环形间隙远离第一阀体内侧面一侧设置有第二通气孔，所述第二通气孔通过气体管路连接到气源。

2.根据权利要求1所述一种3d打印粉末制粉过程充氩气装置，其特征在于，所述第一阀体底部内径为原料喷嘴底部外径的120%-200%；所述第二环形间隙倾斜设置，靠近第一阀内侧面的一端高度较低，与水平面倾斜角度为10-45度。

3.根据权利要求1所述一种3d打印粉末制粉过程充氩气装置，其特征在于，所述环形间隙上下两面相互水平或者所述环形间隙沿着靠近第一阀体内侧面方向上，上下两面间的距离由大变小向中间收缩至一个窄部，窄部之后又由小变大向外扩张至环形喷嘴。

4.根据权利要求1所述一种3d打印粉末制粉过程充氩气装置，其特征在于，所述喷嘴组件还包括第三阀体，所述第三阀体为内部设置有通孔的圆柱体结构，所述第三阀体设置在第一阀体下方，所述原料喷嘴位于第三阀体内部通孔中；所述第三阀体的外侧面为斜面，底部外径大于顶部内径，与水平面倾斜角度为30-45度；所述第三阀体底部外径为原料喷嘴底部外径的2-10倍；所述第一阀体、第三阀体相接触面设置有第三环形间隙，所述第三环形间隙一侧同第一阀体、第三阀体外侧面联通，另一侧通过至少一个通气孔连接到气体管路进而连接到气源，或者通过联通气道同环形间隙联通；所述第三环形间隙同第一阀体、第三阀体外侧面联通处为气幕喷嘴。

5.根据权利要求1-4任一项所述一种3d打印粉末制粉过程充氩气装置，其特征在于，所述气源包括高压氩气气源和低压氩气气源；在所述第二阀体顶部设置有低压腔室，所述低压腔室同第一阀体、第二阀体内部通孔联通，并通过气体管路连接到气源，所述气源为低压氩气气源。

6.根据权利要求4所述一种3d打印粉末制粉过程充氩气装置，其特征在于，所述气源包括高压氩气气源和低压氩气气源；在所述第二阀体顶部设置有低压腔室，所述低压腔室包括有第一低压腔室、第二低压腔室，所述第一低压腔室同第一阀体、第二阀体内部通孔联通；所述气幕喷嘴位于第二低压腔内；所述第一低压腔室、第二低压腔室分别同气源连通，所述气源为低压氩气气源。

7.根据权利要求6所述一种3d打印粉末制粉过程充氩气装置，其特征在于，所述第一低压腔室由圆盘形顶板、第一侧板、第二阀体顶面围合而成；所述第二低压腔室由圆盘形顶板、第二侧板、第一侧板和第一阀体、第二阀体、第三阀体的外侧面围合而成，所述第二侧板底部同第三阀体底部平齐，所述第二侧板底部内壁同第三阀体底部外壁间的距离为2-5mm。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述充氩气装置的3d打印粉末制粉过程充氩气方法，其特征在于，所述充氩气方法，包括如下步骤：

步骤1、确定环形喷嘴、环形喷嘴第二气道、气幕喷嘴的充气压力；

步骤2、按照步骤1获得的充气压力开始环形喷嘴，气幕喷嘴的充气，至稳定状态；

步骤3、在环形喷嘴，气幕喷嘴到达稳定状态后，按照步骤1获得的充气压力开始环形喷嘴第二气道的充气，至稳定状态，之后开始雾化制粉作业；

步骤4、制粉完成后环形喷嘴、环形喷嘴第二气道关闭，气幕喷嘴继续工作10-30秒后关闭；

所述环形喷嘴，气幕喷嘴、环形喷嘴第二气道到达稳定状态是指所述环形喷嘴、气幕喷嘴、环形喷嘴第二气道开始充气后的60-120秒。

9.根据权利要求8所述一种3d打印粉末制粉过程充氩气方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1、预设环形喷嘴、气幕喷嘴的充气压力；所述环形喷嘴充气压力为3-10MPa，所述气幕喷嘴充气压力为1-2MPa；

步骤1.2、根据步骤1.1设定的充气压力参数，试运行30-60min，测定最终产品的细粉收得率；

步骤1.3、在环形喷嘴充气压力的10-30%范围内调整环形喷嘴第二气道的充气压力，同时按照步骤1.1获得的环形喷嘴、气幕喷嘴的充气压力，试运行30-60min，每次试运行后测定最终产品的细粉收得率；

步骤1.4、通过比较不同环形喷嘴第二气道的充气压力对应的细粉收得率，取细粉收得率最高时对应的充气压力为环形喷嘴第二气道充气压力。

10.根据权利要求8所述一种3d打印粉末制粉过程充氩气方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1、获得原材料物理性能、最终产品粒径要求、环形喷嘴充气压力、环形喷嘴第二气道充气压力之间的对应表，所述原材料物理性能具体为原材料液体状态下表面张力同粘度乘积与密度的比值；

步骤1.2、通过步骤1.1获得的对应表查询获得环形喷嘴充气压力、环形喷嘴第二气道充气压力推荐值。

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