CN205200538U - 增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置，包括成形缸(3)、两个粉末循环子系统，且两个粉末循环子系统分别位于成形缸(3)的两侧；其中，粉末循环子系统包括：粉末干燥模块、粉末回收缸(6)、防爆吸粉装置(11)、储粉箱(13)，粉末经粉末干燥模块干燥后进入粉末回收缸(6)；所述防爆吸粉装置(11)将粉末回收缸(6)中的粉末抽送至储粉箱(13)；所述储粉箱(13)将粉末铺设在加工平台(2)上，当零件加工完成后，加工平台(2)上多余的粉末通过回收槽(5)回到粉末回收缸(6)中。本实用新型中的装置减少了粉末于外部环境的接触，避免了灰尘、毛发和油渍等的污染，有利于保证增材制造成形件的质量。

Description

增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置

技术领域

本实用新型涉及增材制造技术领域，具体地，涉及基于铺粉方式的增材制造装备中粉末的自动干燥、筛分、回收和循环使用装置。

背景技术

增材制造技术，是一种新兴的制造技术。它是基于离散材料逐层堆积成形原理，依据产品三维CAD模型，通过材料逐层堆积出产品原型或零部件。具有高度灵活、个性化的特点，是当前制造业的发展前沿。

基于铺粉的增材制造技术由于可利用辅助结构和松散粉末作为支撑，因此可以制造几乎任意形状的零件，在众多增材制造技术中最受关注。它的基本工作原理是在工作缸内平铺一定厚度的粉末，依照计算机的控制，高能束(激光或电子束等)通过扫描的方式按照三维零部件图形的切片处理结果选择性地熔化、烧结预置粉末层。随后工作缸下降一个切片厚度并再次铺粉，高能束在扫描系统的带动下再次按照三维图形数据完成零部件下一层的制造。如此重复铺粉、高能束扫描和工作缸下降等工序，从而实现三维零部件的整体制造。

目前，基于铺粉方式的增材制造设备有两种结构形式实现粉末的供应：一种是储粉缸由下向上的顶粉方式，另一种是储料箱自上而下的落粉方式。顶粉方式供粉存在加工过程中无法添加粉末，加工前必须计算需要的粉末量的问题，这种方式适用于小型增材制造设备。而落粉方式送粉在加工过程中可以不断添加粉末，适用于大型增材制造设备。

然而，由于增材制造技术的特点，零件的制造过程对产品质量至关重要，上述两种粉末供应方式的增材制造设备加工前和加工中需要人工烘粉、筛粉，加工后需要人工回收，这些工作过程中难免会造成粉末污染，影响加工零件的质量。

根据上述问题，发明一个粉末回收、干燥和筛粉循环使用的方法实现粉末的封闭式全自动化控制过程，减少人为对粉末的污染，对于保证增材制造产品的质量备具有重要意义。

目前没有发现同本实用新型中的类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置。

根据本实用新型中提供的增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置，包括：成形缸、两个粉末循环子系统，且所述两个粉末循环子系统分别位于成形缸的两侧；其中，粉末循环子系统包括：粉末干燥模块、粉末回收缸、防爆吸粉装置、储粉箱，粉末经粉末干燥模块干燥后进入粉末回收缸；所述防爆吸粉装置将粉末回收缸中的粉末抽送至储粉箱；所述储粉箱将粉末铺设在加工平台上，当零件加工完成后，加工平台上多余的粉末通过回收槽回到粉末回收缸中。

优选地，所述粉末干燥模块包括：添粉干燥箱、搅拌装置、红外加热装置，所述搅拌装置位于添粉干燥箱内，所述红外加热装置设置在添粉干燥箱周围；粉末经过进粉漏斗添加至添粉干燥箱内。

优选地，所述添粉干燥箱上还设置有进粉阀、出粉阀、进气阀、出气阀、温湿度传感器；所述进粉阀设置在进粉漏斗与添粉干燥箱的连通处，所述出粉阀设置在添粉干燥箱与粉末回收缸的连通处，所述进气阀、出气阀设置在添粉干燥箱的上部位置；所述温湿度传感器用于检测添粉干燥箱内的温度和湿度值。

优选地，还包括超声波振动筛，所述超声波振动筛设置在储粉箱上方，用于筛分防爆吸粉装置抽送的粉末。

优选地，所述加工平台能够沿着成形缸的内壁上下运动，所述回收槽的一端与粉末回收缸连通，所述回收槽的另一端开口与成形缸的外壁贴合；

当加工零件时，成形缸的槽沿位置高于所述回收槽的另一端开口的上沿，加工平台依次下降，储粉箱内的粉末逐层铺设在加工平台上；

当成形缸内的零件加工完成后，成形缸下降，此时成形缸的槽沿位置与所述回收槽的另一端开口的下沿接合，加工平台依次上升，则加工平台上多余的粉末从回收槽滑入粉末回收缸内。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型中的装置在整个增材制造过程，只需将原始粉末倒入添粉干燥箱中即可，不再需要分别对粉末进行筛选、干燥以及回收，减少了粉末于外部环境的接触，避免了灰尘、毛发和油渍等的污染，有利于保证增材制造成形件的质量。

2、本实用新型中的装置通过控制软件实现流程的自动控制，在储粉箱和回收缸中有粉量检测反馈设备，在添粉干燥箱中设有温湿度检测反馈设备；控制软件通过检测上述设备的反馈信号自动控制粉末干燥时间、是否要启动防爆吸粉装置吸粉、是否要启动超声波振动筛筛粉等，提高生产效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型提供的增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置的结构示意图；

图2为本本实用新型提供的增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置粉末回收状态示意图；

图中：

1-高能束；

2-加工平台；

3-成形缸；

4-零件；

5-回收槽；

6-粉末回收缸；

7-搅拌装置；

8-添粉干燥箱；

9-红外加热装置；

10-进粉漏斗；

11-防爆吸粉装置；

12-超声波振动筛；

13-储粉箱。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本本实用新型中的的具体实现过程为：

粉末添加和干燥过程：

步骤A1：将进气阀、出气阀和出粉阀关闭；

步骤A2：打开进粉阀，通过进粉漏斗10将原始粉末倒入添粉干燥箱8中；

步骤A3：将进粉阀关闭，打开进气阀和出气阀；

步骤A4：打开搅拌装置7和红外加热装置9；

步骤A5：待内部的温湿度计反馈信息，控制软件会自动打开出粉阀，将粉末倒入回收缸6中，完成新粉的添加和干燥工作。

粉末循环和筛分过程：

步骤B1：储粉箱13中的传感器反馈粉末量小于设定值时，就会打开落粉阀和抽粉阀；

步骤B2：开启防爆吸粉装置11，将回收缸6中的粉末吸到防爆吸粉装置11中；

步骤B3：防爆吸粉装置11中粉末通过开关阀定量落入超声波振动筛12中，并开启超声波振动筛12，将干燥的粉末筛分好落入储粉箱13中；

步骤B4：储粉箱13中的传感器反馈粉末量大于某设定值时，就停止防爆吸粉装置11和超声波筛粉装置12，完成回收缸6中的粉末循环筛分使用；当储粉箱13中粉末还没有达到设定值，而回收缸6中已经没有粉末，这时系统会报警，提示添加新粉末。

零件的加工过程：

步骤C1：通过软件自动控制零件加工时粉末的供应，加工平台2下降一个层厚；

步骤C2：左储粉箱落下设定量的粉末，通过刮刀将粉末铺置于加工平台2上；

步骤C3：高能束1根据零件三维模型分层后的二维图形信息进行选择性熔化粉末后就堆积了一层零件4；

步骤C4：加工平台2再下降一个层厚；

步骤C5：右储粉箱落下设定量的粉末，通过刮刀将粉末铺置于加工平台上；

步骤C6：高能束1根据零件三维模型分层后的二维图形信息进行选择性熔化粉末后又堆积了一层零件4；

步骤I：重复步骤C1至步骤C6，完成整个零件4的加工。

在零件的加工过程中，软件自动控制系统会对储粉箱13的粉末量实时检测并控制粉末添加以及粉末的自动循环和筛分，保证粉末的供应。

粉末的回收过程：

当零件加工完成，成形缸3内温度降低到室温，开始粉末的回收；包括：

步骤D1：打开落粉阀和回收阀；

步骤D2：成形缸3下降到回收槽下沿，加工平台2上升；

步骤D3：随着加工平台2的上升，零件四周多余的粉末自动通过回收槽5进入回收缸6中；

步骤D4：打开抽粉阀和防爆吸粉装置11，将回收缸6中的粉末吸入防爆吸粉装置11中；

步骤D5：通过人工辅助，将零件4内部的粉末和成形缸3中的粉末彻底清除干净，完成粉末的回收。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (5)

1.一种增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置，其特征在于，包括：成形缸(3)、两个粉末循环子系统，且所述两个粉末循环子系统分别位于成形缸(3)的两侧；其中，粉末循环子系统包括：粉末干燥模块、粉末回收缸(6)、防爆吸粉装置(11)、储粉箱(13)，粉末经粉末干燥模块干燥后进入粉末回收缸(6)；所述防爆吸粉装置(11)将粉末回收缸(6)中的粉末抽送至储粉箱(13)；所述储粉箱(13)将粉末铺设在加工平台(2)上，当零件加工完成后，加工平台(2)上多余的粉末通过回收槽(5)回到粉末回收缸(6)中。

2.根据权利要求1所述的增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置，其特征在于，所述粉末干燥模块包括：添粉干燥箱(8)、搅拌装置(7)、红外加热装置(9)，所述搅拌装置(7)位于添粉干燥箱(8)内，所述红外加热装置(9)设置在添粉干燥箱(8)周围；粉末经过进粉漏斗(10)添加至添粉干燥箱(8)内。

3.根据权利要求2所述的增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置，其特征在于，所述添粉干燥箱(8)上还设置有进粉阀、出粉阀、进气阀、出气阀、温湿度传感器；所述进粉阀设置在进粉漏斗(10)与添粉干燥箱(8)的连通处，所述出粉阀设置在添粉干燥箱(8)与粉末回收缸(6)的连通处，所述进气阀、出气阀设置在添粉干燥箱(8)的上部位置；所述温湿度传感器用于检测添粉干燥箱(8)内的温度和湿度值。

4.根据权利要求1所述的增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置，其特征在于，还包括超声波振动筛(12)，所述超声波振动筛(12)设置在储粉箱(13)上方，用于筛分防爆吸粉装置(11)抽送的粉末。

5.根据权利要求1所述的增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置，其特征在于，所述加工平台(2)能够沿着成形缸(3)的内壁上下运动，所述回收槽(5)的一端与粉末回收缸(6)连通，所述回收槽(5)的另一端开口与成形缸(3)的外壁贴合。