CN209139823U - 一种用于金属3d打印成形的粉末回收工作台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，包括工作台面板、粉末回收机构、粉末干燥机构、粉末筛分机构及粉末回收仓，工作台面板上均匀设有定位孔粉末回收机构包括集粉漏斗及负压吸粉机构，粉末干燥机构包括粉末干燥仓及加热器，粉末筛分机构包括筛分架、筛分网、底座及用于驱动筛分架动作的动力机构，筛分架上设有杂质排出口及粉末回收口，粉末回收口通过回收粉管与粉末回收仓连通。本实用新型用于激光熔覆成形或者3D打印成形的基体可直接安装在该粉末回收工作台，未被激光熔化的粉末可直接通过该粉末回收工作台对粉末进行回收利用，无需中转，人工参与少，劳动强度小，且粉末的回收效率高，提高了粉末的回收利用率。

Description

一种用于金属3D打印成形的粉末回收工作台

技术领域

本实用新型涉及一种用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，属于激光熔覆成形机械设备技术领域。

背景技术

近年来，随着大功率、高性能激光加工装备的不断涌现，与增材制造和3D打印技术密切相关的激光熔覆、激光快速成型技术日益引起了世界各国的高度重视，并在汽车、能源、电子、航空航天、重工机械等各个领域得到了快速发展。

激光熔覆快速成形是采用激光的高功率密度将自熔合金粉末如铁基、镍基和钴基合金等熔融后在基材表面形成一层很薄的熔覆层，多数熔覆层逐渐累积在一起最终成为具有一定形状的工件。同轴送粉或旁轴送粉是目前激光熔覆或激光3D打印成形的主要形式，然而合金粉末或者是金属粉末并未完全熔融形成熔覆层，有一部分会直接落在工作台上，目前激光熔覆成形或激光3D打印成形的合金粉末的利用率仅为40％～60％，其中有一半的粉末被直接浪费；为了提高合金粉末的利用率，避免浪费，目前一般将洒落在工作台面上的合金粉末进行回收再利用，但是，回收的粉末需要进行干燥、筛选等工序，工序繁多，且多数工序均为手工操作，劳动强度较大，并且效率较低。为了解决上述问题，亟需实用新型一种用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，用以解决目前激光熔覆成形时合金粉末回收的问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单，可直接对未被激光熔化的粉末进行回收，且粉末回收效率高的一种用于金属3D打印成形的粉末回收工作台。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，包括自上而下依次设置的工作台面板、粉末回收机构、粉末干燥机构、粉末筛分机构及粉末回收仓，所述工作台面板通过支撑部设置在所述粉末回收机构的上方，所述工作台面板上均匀设有多个定位孔，所述粉末回收机构包括集粉漏斗及负压吸粉机构，所述集粉漏斗的广口端与所述工作台面板的底面连接，所述负压吸粉机构通过气管与所述集粉漏斗连接，所述粉末干燥机构包括粉末干燥仓及用于对粉末干燥仓加热的加热器，所述粉末干燥仓的入口与所述集粉漏斗的细口端连通，所述粉末筛分机构包括筛分架、筛分网、底座及用于驱动筛分架动作的动力机构，所述粉末干燥仓的出口通向所述筛分网上，所述筛分架通过弹簧安装在所述底座上，所述筛分网安装在所述筛分架上，所述筛分架上设有杂质排出口及粉末回收口，所述粉末回收口通过回收粉管与所述粉末回收仓连通。

本实用新型的有益效果是：使用时将基体通常为钢板固定在工作台面板上，然后在基体上进行金属3D打印成形或激光熔覆成形，在打印过程中未被激光熔融的合金粉末或金属粉末洒落在基体或工作台面板上，直接掉落在工作台面板上的金属粉末可通过定位孔进入粉末回收工序，而落在基体上的粉末在3D打印完成后通过毛刷将粉末刷至工作台面板上的定位孔内，合金粉末直接通过定位孔在负压吸粉机构的作用下进入到粉末干燥仓内进行干燥，干燥后的粉末直接落入到筛分机构内进行筛分，筛分后粉末直接落入到粉末回收仓内即完成完整的粉末回收工作。用于激光熔覆成形或者3D打印成形的基体可直接安装在该粉末回收工作台，未被激光熔化的粉末可直接通过该粉末回收工作台对粉末进行回收利用，无需中转，人工参与少，劳动强度小，且粉末的回收效率高，提高了粉末的回收利用率。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步的，所述粉末干燥仓内至少设有一个不锈钢丝网。

采用上述进一步方案的有益效果是，粉末干燥仓内设置的不锈钢丝网能阻碍粉末的下落速度，防止粉末下落过快而造成干燥不彻底的情况发生，故可根据实际需要选择所需要不锈钢丝网的数量或层数。

进一步的，所述工作台面板上设有四个用于定位基体的工件固定机构，所述工件固定机构包括固定压板、丝杠及紧固螺母，所述丝杠与所述定位孔螺纹连接，所述固定压板上设有与所述丝杠配合的长条通孔。

采用上述进一步方案的有益效果是，可通过四个工件固定机构将基体固定在工作台面板上，然后在基体上进行激光熔覆或者是3D打印成形，打印过程未被激光熔化的合金粉末洒落在基体上或者是工作台面板上，粉末在负压吸粉机构的作用下通过定位孔进入到粉末干燥仓内进行干燥，干燥后的粉末直接落入到筛分网上进行筛分，筛分后的粉末会进入到粉末回收仓即完成粉末的回收工作，通过工件固定机构可直接通过粉末回收工作台对未被激光熔化的粉末进行回收处理，无需中转，减少粉末中转过程浪费，提高粉末回收利用率。

进一步的，所述负压吸粉机构安装在所述支撑部上，所述负压吸粉机构为抽气泵，所述气管的一端与所述抽气泵连接，另一端通过隔离网与所述集粉漏斗连通。

采用上述进一步方案的有益效果是，抽气泵提供负压使得粉末能通过工作台面板上的定位孔进入到集粉漏斗内，然后进入到粉末干燥仓内进行干燥处理，进入到筛分机构内进行筛分从而回收粉末，而隔离网的设计则避免粉末进入到气管内，影响粉末的回收。

进一步的，所述隔离网采用不锈钢纱网，所述不锈钢纱网的网孔孔径小于粉末粒径。

采用上述进一步方案的有益效果是，隔离网能有效的防止粉末进入到抽气泵中，使得粉末能通过干燥、筛分等工序进入到粉末回收仓内回收。

进一步的，所述粉末干燥仓的顶部设有与所述集粉漏斗连通的上散粉漏斗，所述粉末干燥仓的底部设有下集粉漏斗，所述下集粉漏斗的出粉口通向所述筛分网上。

采用上述进一步方案的有益效果是，粉末干燥仓为上、下开口的直筒状结构，通过上散粉漏斗能实现粉末干燥仓与集粉漏斗的连接，通过下集粉漏斗实现干燥后粉末落入到筛分网上进行筛分，避免粉末泄漏浪费。

进一步的，所述筛分架包括顶部框架、底部框架及连接顶部框架与底部框架的筛网法兰，所述筛分网安装在所述筛网法兰上，所述筛分网的孔径大于粉末的粒径，所述杂质排出口设置在所述顶部框架上，所述底部框架通过所述弹簧安装在所述底座上，所述底部框架的底部设有底板，所述粉末回收口设置在所述底部框架上，所述动力机构为振动电机，所述振动电机安装在所述底板上。

采用上述进一步方案的有益效果是，筛分架的设计不但实现杂质与粉末的筛分分别排出，而且便于对筛分机构进行维护清理，以保证粉末回收质量。

进一步的，所述加热器包括陶瓷加热线圈、温度传感器及温控器，所述陶瓷加热线圈缠绕在所述粉末干燥仓的外壁上，所述温度传感器用于检测粉末干燥仓的温度，所述温控器可用于控制粉末干燥仓的温度。

采用上述进一步方案的有益效果是，陶瓷加热线圈缠绕在粉末干燥仓的外侧用于对粉末干燥，温度传感器用于检测粉末干燥仓的温度，温控器可用于控制粉末干燥仓的温度，从而实现对粉末干燥仓温度的调整与控制，使其处于所需要的粉末干燥温度。

进一步的，所述工作台面板上还设有集粉沟槽，所述集粉沟槽设置在所述定位孔的外侧，所述集粉沟槽的底部设有多个漏粉孔。

采用上述进一步方案的有益效果是，激光熔覆成形后，未被负压吸粉机构吸入到集粉漏斗内的粉末可以使用毛刷扫入到集粉沟槽内，然后通过集粉沟槽底部的漏粉孔进入到集粉漏斗内，提高粉末的回收利用率。

进一步的，所述不锈钢丝网采用耐高温不锈钢制作而成，所述不锈钢丝网所用钢丝的直径为1-5mm。

采用上述进一步方案的有益效果是，粉末干燥仓内的温度不宜过高，一般是在100-200摄氏度之间，既能利于干燥粉末又能避免因温度过高而造成粉末发生氧化。采用耐高温不锈钢是为了防止不锈钢丝网长时间处于高温环境中发生氧化产生铁锈而污染回收的粉末，此外，不锈钢丝的直径不宜过粗，防止粉末落在不锈钢丝上影响粉末的回收。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为图2中沿A-A方向的剖面结构示意图；

图4为本实用新型的去掉支撑部的结构示意图；

图5为本实用新型安装基体的结构示意图；

图中，1、支撑部；2、工作台面板；3、定位孔；4、集粉漏斗；5、负压吸粉机构；6、加热器；61、陶瓷加热线圈；62、温度传感器；63、温控器；7、粉末干燥仓；8、振动电机；9、顶部框架；10、底部框架；11、筛分网；12、杂质排出口；13、粉末回收口；14、弹簧；15、底座；16、隔离网；17、上散粉漏斗；18、不锈钢丝网；19、下集粉漏斗；20、筛网法兰；21、底板；22、回收粉管；23、固定压板；24、丝杆；25、紧固螺母；26、集粉沟槽；27、漏粉孔；28、气管；29、粉末回收仓；30、基体。

具体实施方式

以下结合实例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1-图5所示，一种用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，包括自上而下依次设置的工作台面板2、粉末回收机构、粉末干燥机构、粉末筛分机构及粉末回收仓29，所述工作台面板通过支撑部1设置在所述粉末回收机构的上方，所述工作台面板上均匀设有多个定位孔3，所述粉末回收机构包括集粉漏斗4及负压吸粉机构5，所述集粉漏斗的广口端与所述工作台面板的底面连接，所述负压吸粉机构通过气管28与所述集粉漏斗4连接，所述粉末干燥机构包括粉末干燥仓7及用于对粉末干燥仓加热的加热器6，所述粉末干燥仓的入口与所述集粉漏斗的细口端连通，所述粉末筛分机构包括筛分架、筛分网11、底座15及用于驱动筛分架动作的动力机构，所述粉末干燥仓的出口通向所述筛分网上，所述筛分架通过弹簧14安装在所述底座上，所述筛分网安装在所述筛分架上，所述筛分架上设有杂质排出口12及粉末回收口13，所述粉末回收口13通过回收粉管22与所述粉末回收仓29连通。

所述粉末干燥仓内至少设有一个不锈钢丝网18。粉末干燥仓内设置的不锈钢丝网能阻碍粉末的下落速度，防止粉末下落过快而造成干燥不彻底的情况发生，故可根据实际需要选择所需要不锈钢丝网的数量或层数。

所述工作台面板上设有四个用于定位基体30的工件固定机构，所述工件固定机构包括固定压板23、丝杠24及紧固螺母25，所述丝杠与所述定位孔螺纹连接，所述固定压板上设有与所述丝杠配合的长条通孔。如图5所示，将用于金属3D打印成形的基体放置在工作台面板上，通过四个丝杠与定位孔的配合实现对基体边缘的定位，基体可采用钢板，具体工件固定机构可以安装在钢板的两侧面或四侧面上，然后固定压板套在丝杠上，使用扳手拧紧紧固螺母使固定压板向下移动压紧在基体上，通过拧紧紧固螺母便可实现对基体的稳定定位。通过工件固定机构将基体固定在工作台面板上后，后在基体上进行激光熔覆或者是3D打印成形，打印过程未被激光熔化的合金粉末洒落在基体上或者是工作台面板上，直接掉落在工作台面板上的粉末可通过定位孔进入粉末回收工序，而落在基体上的粉末在3D打印完成后通过毛刷将粉末刷至工作台面板上的定位孔内，粉末在负压吸粉机构的作用下通过定位孔进入到粉末干燥仓内进行干燥，干燥后的粉末直接落入到筛分网上进行筛分，筛分后的粉末会进入到粉末回收仓即完成粉末的回收工作，通过工件固定机构可直接通过粉末回收工作台对未被激光熔化的粉末进行回收处理，无需中转，减少粉末中转过程浪费，提高粉末回收利用率。

所述负压吸粉机构安装在所述支撑部上，所述负压吸粉机构为抽气泵，所述气管的一端与所述抽气泵连接，另一端通过隔离网16与所述集粉漏斗连通。抽气泵提供负压使得粉末能通过工作台面板上的定位孔进入到集粉漏斗内，然后进入到粉末干燥仓内进行干燥处理，进入到筛分机构内进行筛分从而回收粉末，而隔离网的设计则避免粉末进入到气管内，影响粉末的回收。

所述隔离网6采用不锈钢纱网，所述不锈钢纱网的网孔孔径小于粉末粒径。隔离网能有效的防止粉末进入到抽气泵中，使得粉末能通过干燥、筛分等工序进入到粉末回收仓内回收。

所述粉末干燥仓的顶部设有与所述集粉漏斗连通的上散粉漏斗17，所述粉末干燥仓的底部设有下集粉漏斗19，所述下集粉漏斗的出粉口通向所述筛分网上。粉末干燥仓为上、下开口的直筒状结构，通过上散粉漏斗能实现粉末干燥仓与集粉漏斗的连接，通过下集粉漏斗实现干燥后粉末落入到筛分网上进行筛分，避免粉末泄漏浪费。

所述筛分架包括顶部框架9、底部框架10及连接顶部框架与底部框架的筛网法兰20，所述筛分网安装在所述筛网法兰上，所述筛分网的孔径大于粉末的粒径，所述杂质排出口设置在所述顶部框架上，所述底部框架通过所述弹簧安装在所述底座上，所述底部框架的底部设有底板21，所述粉末回收口设置在所述底部框架上，所述动力机构为振动电机8，所述振动电机安装在所述底板上。筛分架的设计不但实现杂质与粉末的筛分分别排出，而且便于对筛分机构进行维护清理，以保证粉末回收质量。若粉末粒径为50μm～150μm，筛分网孔径一般需大于金属粉末粒径才能对粉末进行筛选，并且不宜过大，筛分网的孔径为150μm～200μm，防止回收的金属粉末中参杂有激光熔覆熔渣等杂质。

所述加热器包括陶瓷加热线圈、温度传感器及温控器，所述陶瓷加热线圈缠绕在所述粉末干燥仓的外壁上，所述温度传感器用于检测粉末干燥仓的温度，安装在支撑部上的所述温控器可用于控制粉末干燥仓的温度，从而实现对粉末干燥仓温度的调整与控制，使其处于所需要的粉末干燥温度。

所述工作台面板上还设有集粉沟槽26，所述集粉沟槽设置在所述定位孔的外侧，所述集粉沟槽的底部设有多个漏粉孔27。激光熔覆成形后，未被负压吸粉机构吸入到集粉漏斗内的粉末可以使用毛刷扫入到集粉沟槽内，然后通过集粉沟槽底部的漏粉孔进入到集粉漏斗内，提高粉末的回收利用率。

所述不锈钢丝网18采用310S耐高温不锈钢制作而成，所述不锈钢丝网所用钢丝的直径为1-5mm。所述不锈钢丝网为方眼网，其网眼大小为5mm×5mm～30mm×30mm，粉末干燥仓内的温度不宜过高，一般是在100-200摄氏度之间，既能利于干燥粉末又能避免因温度过高而造成粉末发生氧化。采用耐高温不锈钢是为了防止不锈钢丝网长时间处于高温环境中发生氧化产生铁锈而污染回收的粉末，此外，不锈钢丝的直径不宜过粗，防止粉末落在不锈钢丝上影响粉末的回收。

使用时将基体通常为钢板固定在工作台面板上，然后在基体上进行激光熔覆成形或3D打印成形，在打印过程中未被激光熔化的合金粉末洒落在基体或者工作台面板上，直接掉落在工作台面板上的金属粉末可通过定位孔进入粉末回收工序，而落在基体上的粉末在3D打印完成后通过毛刷将粉末刷至工作台面板上的定位孔内，合金粉末在负压吸粉机构的作用下进入到粉末干燥仓内进行干燥，干燥后的粉末直接落入到筛分机构内进行筛分，筛分后粉末直接落入到粉末回收仓内即完成完整的粉末回收工作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，其特征在于，包括自上而下依次设置的工作台面板、粉末回收机构、粉末干燥机构、粉末筛分机构及粉末回收仓，所述工作台面板通过支撑部设置在所述粉末回收机构的上方，所述工作台面板上均匀设有多个定位孔，所述粉末回收机构包括集粉漏斗及负压吸粉机构，所述集粉漏斗的广口端与所述工作台面板的底面连接，所述负压吸粉机构通过气管与所述集粉漏斗连接，所述粉末干燥机构包括粉末干燥仓及用于对粉末干燥仓加热的加热器，所述粉末干燥仓的入口与所述集粉漏斗的细口端连通，所述粉末筛分机构包括筛分架、筛分网、底座及用于驱动筛分架动作的动力机构，所述粉末干燥仓的出口通向所述筛分网上，所述筛分架通过弹簧安装在所述底座上，所述筛分网安装在所述筛分架上，所述筛分架上设有杂质排出口及粉末回收口，所述粉末回收口通过回收粉管与所述粉末回收仓连通。

2.根据权利要求1所述的用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，其特征在于，所述粉末干燥仓内至少设有一个不锈钢丝网。

3.根据权利要求1或2所述的用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，其特征在于，所述工作台面板上设有四个用于定位基体的工件固定机构，所述工件固定机构包括固定压板、丝杠及紧固螺母，所述丝杠与所述定位孔螺纹连接，所述固定压板上设有与所述丝杠配合的长条通孔。

4.根据权利要求1所述的用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，其特征在于，所述负压吸粉机构安装在所述支撑部上，所述负压吸粉机构为抽气泵，所述气管的一端与所述抽气泵连接，另一端通过隔离网与所述集粉漏斗连通。

5.根据权利要求4所述的用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，其特征在于，所述隔离网采用不锈钢纱网，所述不锈钢纱网的网孔孔径小于粉末粒径。

6.根据权利要求1所述的用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，其特征在于，所述粉末干燥仓的顶部设有与所述集粉漏斗连通的上散粉漏斗，所述粉末干燥仓的底部设有下集粉漏斗，所述下集粉漏斗的出粉口通向所述筛分网上。

7.根据权利要求1所述的用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，其特征在于，所述筛分架包括顶部框架、底部框架及连接顶部框架与底部框架的筛网法兰，所述筛分网安装在所述筛网法兰上，所述杂质排出口设置在所述顶部框架上，所述底部框架通过所述弹簧安装在所述底座上，所述底部框架的底部设有底板，所述粉末回收口设置在所述底部框架上，所述动力机构为振动电机，所述振动电机安装在所述底板上。

8.根据权利要求1所述的用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，其特征在于，所述加热器包括陶瓷加热线圈、温度传感器及温控器，所述陶瓷加热线圈缠绕在所述粉末干燥仓的外壁上，所述温度传感器用于检测粉末干燥仓的温度，所述温控器可用于控制粉末干燥仓的温度。

9.根据权利要求1所述的用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，其特征在于，所述工作台面板上还设有集粉沟槽，所述集粉沟槽设置在所述定位孔的外侧，所述集粉沟槽的底部设有多个漏粉孔。

10.根据权利要求2所述的用于金属3D打印成形的粉末回收工作台，其特征在于，所述不锈钢丝网采用耐高温不锈钢制作而成，所述不锈钢丝网所用钢丝的直径为1-5mm。