CN115635100A - 一种等离子铺粉装置、方法以及3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种等离子铺粉装置、方法以及3D打印设备，包括用于将制备和/或储存的惰性气体向一通道内输送的一气体输送单元，用于将发生的等离子体向通道内释放以使等离子体与惰性气体混合形成带电粒子气体的一等离子发生单元，设置在至少能对应一溢粉区域的位置的一粉末循环壳体，带电粒子气体被输送至粉末循环壳体内以对在粉末循环壳体对应的溢粉区域处的粉末进行扰动，使粉末随着带电粒子气体的流动在粉末循环壳体内循环运动以消除静电和/或松散粉末；以及用于对经过循环运动后处于静止状态的粉末进行铺设以将粉末均匀地铺设在一成形平台上的至少一铺粉部。本发明能够实现更好的铺粉效果，粉末铺设更加均匀。

Description

一种等离子铺粉装置、方法以及3D打印设备

技术领域

本发明涉及3D打印领域，尤其涉及一种等离子铺粉装置、方法以及3D打印设备。

背景技术

在进行3D打印构建零件时，往往将零部件刨分成若干二维平面结构，再通过逐层打印，最终成形零件。尤其对铺粉烧结/熔融技术而言，通过逐层铺设一层金属粉/非金属粉，然后通过热源（通常是激光）对铺设的一层金属粉进行选取烧结/熔化，从而构造出零件在该层的结构，通过逐层铺粉再烧结/熔化，最终完成零件的构建。

当前铺粉3D打印技术领域，通常要求粉末具有很好的流动性和适当的粒径，以保证铺粉的完整性和均匀性。因此，通常要求铺设材料的粉末颗粒具有较好的球形度和均匀的粒径，通过铺粉装置将粉末铺设在成形平台上，但是由于粉末团聚等作用，使得铺设的粉末会出现不均匀现象，导致成形的零部件产生缺陷等问题。

发明内容

为了降低粉末团聚，使得铺设的粉末更加均匀，本发明的其中一方面提供一种等离子铺粉装置，用于3D打印设备，包括：一气体输送单元，用于将制备和/或储存的惰性气体向一通道内输送；一等离子发生单元，用于将发生的等离子体向所述通道内释放以使所述等离子体与所述惰性气体混合形成带电粒子气体；一粉末循环壳体，设置在至少能对应一溢粉区域的位置，其中所述带电粒子气体被输送至所述粉末循环壳体内以对在所述粉末循环壳体对应的溢粉区域处的粉末进行扰动，使所述粉末随着所述带电粒子气体的流动在所述粉末循环壳体内循环运动以消除静电和/或松散粉末；以及至少一铺粉部，用于对经过循环运动后处于静止状态的粉末进行铺设以将所述粉末均匀地铺设在一成形平台上。

可选地，在一粉仓的出粉口处形成所述溢粉区域。

可选地，所述气体输送单元包括一输气管道；其中所述气体输送单元用于将制备和/或储存的惰性气体通过所述输气管道输送至所述通道内。

可选地，还包括：至少一气体喷射单元，设置在所述通道的出口和/或粉末循环壳体的入口；其中所述气体喷射单元用于将所述带电粒子气体喷射至所述粉末循环壳体内。

可选地，所述气体喷射单元为一喷头。

可选地，所述喷头的喷射角度能够进行调节以改变对所述带电粒子气体的喷射方向。

可选地，所述粉末循环壳体在铺粉方向上处于移动的运动状态。

可选地，当所述粉末循环壳体由与所述溢粉区域对应的位置上移动至与所述成形平台对应的位置上时，停止所述带电粒子气体在所述粉末循环壳体内的输送，所述粉末循环壳体内的粉末由循环运动状态转变为在所述成形平台上的静止状态。

可选地，所述铺粉部与所述粉末循环壳体的运动状态同步。

可选地，所述铺粉部设置在所述粉末循环壳体面向所述溢粉区域和/或成形平台的一端，以在所述粉末循环壳体的带动下同步移动。

可选地，所述溢粉区域为两处，分别设置在所述成形平台的两侧；其中所述粉末循环壳体能够在两处溢粉区域以及成形平台对应的位置上往复移动以进行双向铺粉。

可选地，还包括：一加热装置，设置在所述粉末循环壳体内部，所述加热装置用于对所述粉末循环壳体内的粉末进行预热。

可选地，所述惰性气体为氩气。

为了降低粉末团聚，使得铺设的粉末更加均匀，本发明的其中一方面提供一种3D打印设备，所述3D打印设备包括将前述的等离子铺粉装置安装于所述3D打印设备的结构。

为了降低粉末团聚，使得铺设的粉末更加均匀，本发明的其中一方面提供一种等离子铺粉方法，用于3D打印设备，所述方法包括：将制备和/或储存的惰性气体向一通道内输送；发生等离子体并将发生的等离子体向所述通道内释放以使所述等离子体与所述惰性气体混合形成带电粒子气体；将所述带电粒子气体输送至粉末循环壳体内以对在所述粉末循环壳体对应的溢粉区域处的粉末进行扰动，使所述粉末随着所述带电粒子气体的流动在所述粉末循环壳体内循环运动以消除静电和/或松散粉末；其中所述溢粉区域在一粉仓的出粉口处形成；以及利用至少一铺粉部对经过循环运动后处于静止状态的粉末进行铺设以将所述粉末均匀地铺设在一成形平台上。

可选地，所述方法还包括：利用设置在所述通道的出口和/或粉末循环壳体的入口处的至少一气体喷射单元将所述带电粒子气体喷射至所述粉末循环壳体内。

可选地，所述气体喷射单元为一喷头，所述方法还包括：对所述喷头的喷射角度进行调节以改变对所述带电粒子气体的喷射方向。

可选地，所述方法还包括：控制所述粉末循环壳体在铺粉方向上移动以使所述粉末循环壳体由与所述溢粉区域对应的位置上移动至与所述成形平台对应的位置上；以及停止所述带电粒子气体在所述粉末循环壳体内的输送，所述粉末循环壳体内的粉末由循环运动状态转变为在所述成形平台上的静止状态。

可选地，所述方法还包括：控制所述铺粉部与所述粉末循环壳体在铺粉方向上同步移动。

可选地，所述溢粉区域为两处，分别设置在所述成形平台的两侧；其中所述方法还包括：控制所述粉末循环壳体在两处溢粉区域以及成形平台对应的位置上往复移动以进行双向铺粉。

可选地，所述方法还包括：控制一加热装置对所述粉末循环壳体内的粉末进行预热。

本发明通过向通道内输送惰性气体以及等离子体以形成带电粒子气体，并使电粒子气体从通道内流入粉末循环壳体内以对在粉末循环壳体对应的溢粉区域处的粉末进行扰动，使该粉末随着带电粒子气体的流动在粉末循环壳体内循环运动，从而消除粉末自身的静电，同时也能够使粉末变得更加松散，在此基础上再由铺粉部将经过了带电粒子气体扰动后的粉末铺设在成形平台上，能够实现更好的铺粉效果，粉末铺设更加均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出的是本发明其中一实施例提供的等离子铺粉装置的结构示意图；

图2示出的是本发明其中一实施例提供的等离子铺粉装置的结构示意图；

图3示出的是本发明其中一实施例提供的粉末循环壳体对应的溢粉区域处的粉末在气体扰动之前的状态示意图；

图4示出的是本发明其中一实施例提供的粉末循环壳体对应的溢粉区域处的粉末在气体扰动时的状态示意图；

图5示出的是本发明其中一实施例提供的单粉仓的3D打印设备结构示意图；

图6示出的是本发明其中一实施例提供的双粉仓的3D打印设备结构示意图；

图7示出的是本发明其中一实施例提供的铺粉部的状态变化示意图；

图8示出的是本发明其中一实施例提供的粉末循环壳体以及铺粉部的状态变化示意图；

图9（a）示出的是粉末团簇现象的示意图，（b）示出的是普通铺粉示意图，（c）示出的是本发明铺粉示意图；

图10示出的是本发明其中一实施例提供的等离子铺粉方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明其中一方面提供的等离子铺粉装置，其用于3D打印设备，即其可以作为3D打印设备的一部分结构，这里所描述的3D打印设备优选为使用激光束/电子束作为能量源的3D打印类别，例如选择性激光烧结（Selective laser sintering，SLS），选择性激光熔融（Selective laser melting，SLM）等类别。基于粉末床的3D打印技术都需要预先铺好粉末，通过激光扫描，熔化材料，让松散的粉末凝固在一起，通过一层一层的扫描再一层一层的铺上粉末，可伸缩的平台下沉，最后得到由粉末包裹的实体。

3D打印设备至少由机械单元、光路单元以及计算机控制系统等几个部分构成。本发明的等离子铺粉装置优选作为机械单元的部分，当然其可以单独作为一与机械单元、光路单元以及计算机控制系统并列的部分。在具体的空间布置形态中，光路单元可以被布置在机械单元的上方，也可以根据实际结构设计，在本申请教导的核心发明点基础上进行设置。在控制逻辑中，由计算机控制系统实现对机械单元以及光路单元的控制，也即本发明的静电装置的控制优选为由计算机控制系统实现。

介于本发明的等离子铺粉装置在应用时需要与3D打印设备的其它部分尤其机械单元产生作用关系，在此对3D打印设备的机械单元的构成进行描述。

参考图5所示，在一些实施例中，略去本发明的等离子铺粉装置之后，3D打印设备的机械单元至少由成形仓23、粉仓21、建造升降装置25以及供粉升降装置26等部件构成。其中，成形仓23用于成形工件28的构建，即成形工件28在成形仓23内完成最终的建造；成形仓23每一次下降的距离即是层厚；成形工件28建造完成后，成形仓23升起，便于取出建造好的成形工件28，并为下一次建造做准备。成形仓23的升降由建造升降装置25驱动。粉仓21设置在成形仓23的一侧，用于向成形仓23提供粉末材料。粉仓21的升降由供粉升降装置26驱动。这里所描述的粉末是指待加工的物料，以粉末状态使用。例如，该粉末可以主要由金属或聚合物制成的材料组成。在建造过程中，粉末是逐层地铺设在成形仓23的上方，也即成形平台，进而在成形仓23中形成粉床。

参考图6所示，在一些实施例中，3D打印设备的机械单元在具有上述已披露结构的基础上，还具有粉仓22以及供粉升降装置27。其中粉仓22设置在成形仓23的另一侧，也用于向成形仓23提供粉末材料。粉仓22的升降由供粉升降装置27驱动。应当理解，3D打印设备的机械单元可以仅具有图5示出的单粉仓结构，也可以是具有图6示出的双粉仓结构；当使用图5示出的单粉仓结构时，粉仓21可以设置在成形仓23的左侧也可以设置在成形仓的右侧；当使用图6示出的双粉仓结构时，粉仓21和粉仓22还可以交替互换，作为临时供粉或余料收集的粉仓。

参考图1、2所示，在一些实施例中，本发明的等离子铺粉装置至少由一气体输送单元10、一等离子发生单元12、一粉末循环壳体13以及铺粉部14,15等构成。

其中，气体输送单元10被设置为将制备和/或储存的惰性气体向一通道11内输送。一种实施方式中，气体输送单元10被设置为如图1、2中示出的储气罐，能够基于阀门的启闭控制气体的输送启闭，以及基于阀门的开度约束气体输送的量；阀门可由3D打印设备的计算机控制系统进行控制。在另一种实施方式中，气体输送单元10还可以被设置能够制备惰性气体的装置，以根据需要实时产生待使用的惰性气体。在具体的空间布置形态中，气体输送单元10可以远离3D打印设备设置，例如将其设置在一指定的具有安全保护措施的区域内以实现较远地向通道11内输送惰性气体。其它的实施方式中，气体输送单元10具有一输气管道101，该输气管道101一端与气体输送单元10连通，另一端与通道11连通；气体输送单元10通过输气管道101将制备和/或储存的惰性气体输送至通道11内。

在一些优选的实施例中，所述惰性气体被设置为氩气（Ar）。应理解，在实际应用中本发明还囊括了除氩气（Ar）之外的更多惰性气体形态，例如氦（He）、氖（Ne）、氪（Kr）等，都被涵盖在了本发明的保护范围内。

其中，等离子发生单元12被设置为将发生的等离子体向通道11内释放以使等离子体与惰性气体混合形成带电粒子气体。该等离子发生单元12同样可由3D打印设备的计算机控制系统进行控制。具体的，等离子发生单元12可以被设置为一沿通道11周向设置的等离子发生器。该等离子发生器能够发生等离子体并将发生的等离子体向通道11内进行释放；进入通道11内的等离子体与进入通道11内的惰性气体混合形成了成带电粒子气体，该带电粒子气体即携有带电粒子的惰性气体。其中，将通道11设置为与粉末循环壳体13连通以使得带电粒子气体能够从通道11内流入粉末循环壳体13内。

为了便于描述，这里将离子发生单元12与通道11的构成组合命名为等离子通道。在具体的空间布置形态中，等离子通道可以设置在粉末循环壳体13内，也可以设置在粉末循环壳体13外；当等离子通道设置在粉末循环壳体13内时其可以与粉末循环壳体13的内壁接触或间隔设置；当等离子通道设置在粉末循环壳体13外时其可以与粉末循环壳体13的外壁接触或间隔设置。这些可选性设置都被涵盖在了本发明的保护范围内。当离子通道被设置为与粉末循环壳体13接触时，具体的接触方式可采用一体成形式接触或者可拆卸连接式接触。例如图1示出了等离子通道设置在粉末循环壳体13外且与粉末循环壳体13的外壁接触的布置形态，图2示出了等离子通道设置在粉末循环壳体13内且与粉末循环壳体13的内壁接触的布置形态。本发明优选为使用图1示出的等离子通道相对于粉末循环壳体13的布置形态。

在一些实施例中，本发明的等离子铺粉装置还具有至少一气体喷射单元16，被设置为将带电粒子气体喷射至粉末循环壳体13内。其中气体喷射单元16的具体数量可以根据实际使用需求进行适应性设置。在具体的空间布置形态中，气体喷射单元16被设置在通道11的出口和/或粉末循环壳体13的入口。具体的，当等离子通道设置在粉末循环壳体13内时，气体喷射单元16被设置在通道11的出口；当等离子通道设置在粉末循环壳体13外时，气体喷射单元16被设置在粉末循环壳体13的入口。应理解，当等离子通道设置在粉末循环壳体13外且与粉末循环壳体13的外壁间隔设置时，气体喷射单元16既设置在通道11的出口也设置在粉末循环壳体13的入口，即气体喷射单元16至少分别连接通道11的出口以及粉末循环壳体13的入口。在一种实施方式中，气体喷射单元13被设置为一喷头。其中该喷头的喷射角度能够进行调节以改变对带电粒子气体的喷射方向。

参考图1-5所示，其中粉末循环壳体13为一底面开口的中空壳体，本发明对该壳体的具体形态并不限制但优选为方形壳体；粉末循环壳体13被设置在至少能对应一溢粉区域211的位置；该溢粉区域211在一粉仓21的出粉口处形成，通过供粉升降装置26的上升驱动以使一部分粉末从粉仓21的出粉口溢出进而形成溢粉区域211，溢粉区域211的粉末通常即是用于铺设至成形平台23上的粉末。更宽泛地说，粉末循环壳体13被设置在对应粉仓21的位置，这里所指的对应可以理解为覆盖，即至少将溢粉区域211覆盖在粉末循环壳体13内。

有介于此，参考图3、4所示，当带电粒子气体从通道11内流入粉末循环壳体13内后，能够对在粉末循环壳体13对应的溢粉区域211处的粉末进行扰动，使该粉末随着带电粒子气体的流动在粉末循环壳体13内循环运动，从而消除粉末自身的静电，同时也能够使粉末变得更加松散，有利于在成形平台23上更好的实现均匀铺粉。

其中本发明的铺粉部优选设置为两个，分别为铺粉部14,15，然而在实际应用中也可以设置为一个或者大于两个的数量。铺粉部14,15的具体形态可以是铺粉刷、铺粉滚筒以及刮刀中的一种，本发明优选为刮刀。铺粉部14,15被设置为对经过循环运动后处于静止状态的粉末进行铺设以将所述粉末均匀地铺设在成形平台23上。这里所描述的循环运动即溢粉区域211处的粉末在粉末循环壳体13内随着带电粒子气体的流动所进行的循环运动；循环运动的结束指的是气体输送单元10停止向通道11内输送惰性气体，粉末循环壳体13内的带电粒子气体停止流动，粉末循环壳体13内的粉末停止循环运动。并且循环运动结束后粉末循环壳体13内的粉末下落以转为静止状态。铺粉部14,15对静止状态的粉末进行铺设以将其均匀地铺设在成形平台23上。由于粉末在铺设前经过了带电粒子气体的扰动，并在扰动下随着带电粒子气体的流动在粉末循环壳体13内循环运动，从而消除粉末自身的静电，同时也能够使粉末变得更加松散；在此基础上再由铺粉部14,15将经过了带电粒子气体扰动后的粉末铺设在成形平台23上，能够实现更好的铺粉效果，粉末铺设更加均匀，更加直观的效果参考图9所示。

在一些实施例中，粉末循环壳体13始终保持在静止状态，即始终处在至少能对应溢粉区域211的位置，也可以认为始终处在粉仓21/溢粉区域211的上方。在这种设置形态下，铺粉部14,15在铺粉方向上处于移动的运动状态，即其可移动地设置在粉仓21/溢粉区域211以及成形平台23所构成的平面上，并且处于该平面与粉末循环壳体13之间。参考图7所示，铺粉部14,15的初始位置在粉末循环壳体13的两端下方，当溢粉区域211的粉末在粉末循环壳体13内结束循环运动且处于静止状态时，铺粉部14,15开始进行铺粉，由单独的驱动机构对铺粉部14,15的移动行程进行控制。即铺粉部14,15离开初始位置，并沿铺粉方向移动以将粉末循环壳体13内的粉末铺设在成形平台23上。

另外由于铺粉部14,15与粉末循环壳体13可分离设置，在具体的空间布置形态中需要利用其它固定结构将粉末循环壳体13固定在其所处的位置上。

在一些实施例中，粉末循环壳体13在铺粉方向上处于移动的运动状态，即其能够在粉仓21/溢粉区域211以及成形平台23的上方进行移动。一种实施方式中，粉末循环壳体13的初始位置位于至少能对应溢粉区域211的位置，当溢粉区域211的粉末在粉末循环壳体13内处于循环运动后，粉末循环壳体13可以开始沿铺粉方向进行移动，从而带动粉末循环壳体13内处于循环运动状态的粉末沿铺粉方向同步移动，当粉末循环壳体13由与溢粉区域211对应的位置（即初始位置）上移动至与成形平台23对应的位置上时，气体输送单元10停止向通道11内输送惰性气体，带电粒子气体在粉末循环壳体13内停止流动，粉末循环壳体13内的粉末由循环运动状态转变为在成形平台23上的静止状态。

参考图8所示，当粉末循环壳体13在铺粉方向上处于移动的运动状态时，铺粉部14,15与粉末循环壳体13的运动状态同步。具体的，铺粉部14,15设置在粉末循环壳体13面向溢粉区域211和/或成形平台23的一端，以在粉末循环壳体13的带动下同步移动，即铺粉部14,15与粉末循环壳体13连接，其具体的连接方式可以是一体式成型也可以设计成可拆卸连接。总之在这种设置形态下，铺粉部14,15始终固定在粉末循环壳体13的两端下方。当粉末循环壳体13移动至与成形平台23对应的位置上且粉末循环壳体13内的粉末由循环运动状态转变为在成形平台23上的静止状态时，通过单独设置的驱动机构驱动粉末循环壳体13沿铺粉方向进行移动，进而带动铺粉部14,15进行铺粉，即带动铺粉部14,15沿铺粉方向移动以将粉末循环壳体13内的粉末铺设在成形平台23上，也即将落在成形平台23上的粉末进行进一步的铺设。其中当粉末循环壳体13沿铺粉方向移动至成形平台23的一端时，还可以沿与铺粉方向相反的方向进行移动以带动铺粉部14,15进一步铺设粉末。

在一些实施例中，仅在粉末循环壳体13由与溢粉区域211对应的位置（即初始位置）上移动至与成形平台23对应的位置上时，气体输送单元10才停止向通道11内输送惰性气体，这里所描述的与成形平台23对应的位置指的是与成形平台23下的成形工件28所对应的位置，也就是说在粉末循环壳体13未移动至与成形平台23下的成形工件28所对应的位置上时，气体输送单元10依旧向通道11内输送惰性气体。参考图5所示，粉末循环壳体13在铺粉方向上处于A区间内时不停止输送惰性气体，只有在粉末循环壳体13移动至B区间时（目标位置）才停止输送惰性气体。这样能够在粉末循环壳体13的移动过程中，对残留在成形平台23的一端（初始位置与目标位置之间的区域）的粉末余料进行扰动。

参考图6所示，在一些实施例中，溢粉区域为两处，分别设置在成形平台的两侧，即溢粉区域211,221；其中粉末循环壳体13能够在溢粉区域211,221以及成形平台23对应的位置上往复移动以进行双向铺粉。前文已近描述了溢粉区域211在粉仓21的出粉口处形成，而溢粉区域221则在粉仓22的出粉口处形成，也即前文所描述的双粉仓结构。具体的，当完成前述的针对成形平台23的铺粉后，粉末循环壳体13可以继续由与成形平台23对应的位置移动至与溢粉区域221对应的位置以对形成在溢粉区域221处的粉末进行扰动以及返回至成形平台23进行铺粉，最后再回到初始位置，即溢粉区域211对应的位置，循环往复。

参考图1-4所示，在一些实施例中，本发明的等离子铺粉装置还具有一加热装置17，设置在粉末循环壳体13内部，加热装置17被设置为对粉末循环壳体13内的粉末进行预热。其中图1-4中所示出的是加热装置17的设置位置仅为其中一种示例性设置方式，实际应用中加热装置17可以设置在粉末循环壳体13内的其它位置上，以达到最佳的预热条件。

其中，在完成本发明的上述铺粉过程后，进行下一阶段的工作，例如启用3D打印设备的光路单元对成形平台上的粉末进行作用以进行工件的成形制造。

根据本发明其中一方面提供的3D打印设备，所述3D打印设备包括前述的等离子铺粉装置安装于所述3D打印设备的结构，除此之外，3D打印设备的一部分自身结构已在前文中描述以及图5、6中示出。

根据本发明其中一方面提供的一种等离子铺粉方法，其用于3D打印设备，参考图10所示，所述方法包括S1-S4等步骤。

S1，将制备和/或储存的惰性气体向一通道内输送；

S2，发生等离子体并将发生的等离子体向所述通道内释放以使所述等离子体与所述惰性气体混合形成带电粒子气体；

S3，将所述带电粒子气体输送至粉末循环壳体内以对在所述粉末循环壳体对应的溢粉区域处的粉末进行扰动，使所述粉末随着所述带电粒子气体的流动在所述粉末循环壳体内循环运动以消除静电和/或松散粉末；其中所述溢粉区域在一粉仓的出粉口处形成；以及

S4，利用至少一铺粉部对经过循环运动后处于静止状态的粉末进行铺设以将所述粉末均匀地铺设在一成形平台上。

在一些实施例中，所述方法还包括：利用设置在所述通道的出口和/或粉末循环壳体的入口处的至少一气体喷射单元将所述带电粒子气体喷射至所述粉末循环壳体内。

在一些实施例中，所述气体喷射单元为一喷头，所述方法还包括：对所述喷头的喷射角度进行调节以改变对所述带电粒子气体的喷射方向。

在一些实施例中，所述方法还包括：控制所述粉末循环壳体在铺粉方向上移动以使所述粉末循环壳体由与所述溢粉区域对应的位置上移动至与所述成形平台对应的位置上；以及，停止所述带电粒子气体在所述粉末循环壳体内的输送，所述粉末循环壳体内的粉末由循环运动状态转变为在所述成形平台上的静止状态。

在一些实施例中，所述方法还包括：控制所述铺粉部与所述粉末循环壳体在铺粉方向上同步移动。

在一些实施例中，所述溢粉区域为两处，分别设置在所述成形平台的两侧；其中该方法还包括：控制所述粉末循环壳体在两处溢粉区域以及成形平台对应的位置上往复移动以进行双向铺粉。

在一些实施例中，所述方法还包括：控制一加热装置对所述粉末循环壳体内的粉末进行预热。

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。

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。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

附图标记说明：

气体输送单元 10

输气管道 101

通道 11

等离子发生单元 12

粉末循环壳体 13

铺粉部 14，15

气体喷射单元 16

加热装置 17

粉仓 21,22

溢粉区域 211,221

成形平台 23

成形仓 24

建造升降装置 25

供粉升降装置 26，27

成形工件 28。

Claims (21)

1.一种等离子铺粉装置，用于3D打印设备，其特征在于，包括：

一气体输送单元，用于将制备和/或储存的惰性气体向一通道内输送；

一等离子发生单元，用于将发生的等离子体向所述通道内释放以使所述等离子体与所述惰性气体混合形成带电粒子气体；

一粉末循环壳体，设置在至少能对应一溢粉区域的位置，其中所述带电粒子气体被输送至所述粉末循环壳体内以对在所述粉末循环壳体对应的溢粉区域处的粉末进行扰动，使所述粉末随着所述带电粒子气体的流动在所述粉末循环壳体内循环运动以消除静电和/或松散粉末；以及

至少一铺粉部，用于对经过循环运动后处于静止状态的粉末进行铺设以将所述粉末均匀地铺设在一成形平台上。

2.根据权利要求1所述的等离子铺粉装置，其特征在于，在一粉仓的出粉口处形成所述溢粉区域。

3.根据权利要求1所述的等离子铺粉装置，其特征在于，所述气体输送单元包括一输气管道；其中所述气体输送单元用于将制备和/或储存的惰性气体通过所述输气管道输送至所述通道内。

4.根据权利要求1所述的等离子铺粉装置，其特征在于，还包括：

至少一气体喷射单元，设置在所述通道的出口和/或粉末循环壳体的入口；其中所述气体喷射单元用于将所述带电粒子气体喷射至所述粉末循环壳体内。

5.根据权利要求4所述的等离子铺粉装置，其特征在于，所述气体喷射单元为一喷头。

6.根据权利要求5所述的等离子铺粉装置，其特征在于，所述喷头的喷射角度能够进行调节以改变对所述带电粒子气体的喷射方向。

7.根据权利要求1所述的等离子铺粉装置，其特征在于，所述粉末循环壳体在铺粉方向上处于移动的运动状态。

8.根据权利要求7所述的等离子铺粉装置，其特征在于，当所述粉末循环壳体由与所述溢粉区域对应的位置上移动至与所述成形平台对应的位置上时，停止所述带电粒子气体在所述粉末循环壳体内的输送，所述粉末循环壳体内的粉末由循环运动状态转变为在所述成形平台上的静止状态。

9.根据权利要求7所述的等离子铺粉装置，其特征在于，所述铺粉部与所述粉末循环壳体的运动状态同步。

10.根据权利要求7所述的等离子铺粉装置，其特征在于，所述铺粉部设置在所述粉末循环壳体面向所述溢粉区域和/或成形平台的一端，以在所述粉末循环壳体的带动下同步移动。

11.根据权利要求7所述的等离子铺粉装置，其特征在于，所述溢粉区域为两处，分别设置在所述成形平台的两侧；其中所述粉末循环壳体能够在两处溢粉区域以及成形平台对应的位置上往复移动以进行双向铺粉。

12.根据权利要求1所述的等离子铺粉装置，其特征在于，还包括：

一加热装置，设置在所述粉末循环壳体内部，所述加热装置用于对所述粉末循环壳体内的粉末进行预热。

13.根据权利要求1所述的等离子铺粉装置，其特征在于，所述惰性气体为氩气。

14.一种3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备包括将权利要求1-13中任一项所述的等离子铺粉装置安装于所述3D打印设备的结构。

15.一种等离子铺粉方法，用于3D打印设备，其特征在于，包括：

将制备和/或储存的惰性气体向一通道内输送；

发生等离子体并将发生的等离子体向所述通道内释放以使所述等离子体与所述惰性气体混合形成带电粒子气体；

将所述带电粒子气体输送至粉末循环壳体内以对在所述粉末循环壳体对应的溢粉区域处的粉末进行扰动，使所述粉末随着所述带电粒子气体的流动在所述粉末循环壳体内循环运动以消除静电和/或松散粉末；其中所述溢粉区域在一粉仓的出粉口处形成；以及

利用至少一铺粉部对经过循环运动后处于静止状态的粉末进行铺设以将所述粉末均匀地铺设在一成形平台上。

16.根据权利要求15所述的等离子铺粉方法，其特征在于，还包括：

利用设置在所述通道的出口和/或粉末循环壳体的入口处的至少一气体喷射单元将所述带电粒子气体喷射至所述粉末循环壳体内。

17.根据权利要求16所述的等离子铺粉方法，其特征在于，所述气体喷射单元为一喷头，所述方法还包括：

对所述喷头的喷射角度进行调节以改变对所述带电粒子气体的喷射方向。

18.根据权利要求15所述的等离子铺粉方法，其特征在于，还包括：

控制所述粉末循环壳体在铺粉方向上移动以使所述粉末循环壳体由与所述溢粉区域对应的位置上移动至与所述成形平台对应的位置上；

停止所述带电粒子气体在所述粉末循环壳体内的输送，所述粉末循环壳体内的粉末由循环运动状态转变为在所述成形平台上的静止状态。

19.根据权利要求18所述的等离子铺粉方法，其特征在于，还包括：

控制所述铺粉部与所述粉末循环壳体在铺粉方向上同步移动。

20.根据权利要求18或19所述的等离子铺粉方法，其特征在于，所述溢粉区域为两处，分别设置在所述成形平台的两侧；其中所述方法还包括：

控制所述粉末循环壳体在两处溢粉区域以及成形平台对应的位置上往复移动以进行双向铺粉。

21.根据权利要求15-19中任一项所述的等离子铺粉方法，其特征在于，还包括：

控制一加热装置对所述粉末循环壳体内的粉末进行预热。

Images