CN212917622U - 一种3d打印用球形金属粉体的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D打印用球形金属粉体的制备装置，包括双层中空结构的罐体，所述罐体内腔形成预热腔；所述罐体上方设置与罐体顶部连通的供料熔融装置，罐体下方设置与罐体底部连通的出料筒；所述罐体顶部外壁设置进气管，罐体内侧壁底部设置出气管，所述进气管与压缩惰性气体气源连接；所述供料熔融装置包括倒U形的进料管及与进料管一端连通的加热管，所述加热管的外壁设置加热线圈，所述进料管另一端侧壁设置气流进管，端部与出渣筒连接，所述气流进管上方设置进粉管，本装置结构设计科学，制成的金属粉体球形度好、并且无需额外设置冷却设备。

Description

一种3D打印用球形金属粉体的制备装置

技术领域

本实用新型涉及3D打印用材料领域，尤其涉及一种3D打印用球形金属粉体的制备装置。

背景技术

3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

当前金属增材制造领域所使用的粉末材料为球形金属粉末，其主要制备方法包括其主要制备方法包括真空感应气雾化工艺(VIGA)、电极感应气雾化工艺(EIGA)、等离子雾化工艺(PA)、射频等离子球化工艺(PS)、超声波雾化工艺等。上述各种方法的共同特点都是在反应室内形成小颗粒金属液，再经快速冷却形成球形粉末。目前现有的生产设备主要存在以下问题：

第一：对进料没有筛选，导致生产的成品球形度差，卫星球多；

第二：在制粉的过程中熔融金属液在保护气流的冲击下会撞击反应室内壁，导致反应室内壁温度升高，为了保证正常制粉，需要额外设置冷却设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种结构设计科学，制成的金属粉体球形度好、并且无需额外设置冷却设备的一种3D打印用球形金属粉体的制备装置。

为实现上述实用新型目的，本实用新型的技术方案是：

一种3D打印用球形金属粉体的制备装置，包括双层中空结构的罐体，所述罐体内腔形成预热腔；所述罐体上方设置与罐体顶部连通的供料熔融装置，罐体下方设置与罐体底部连通的出料筒；所述罐体顶部外壁设置进气管，罐体内侧壁底部设置出气管，所述进气管与压缩惰性气体气源连接；所述供料熔融装置包括倒U形的进料管及与进料管一端连通的加热管，所述加热管的外壁设置加热线圈，所述进料管另一端侧壁设置气流进管，端部与出渣筒连接，所述气流进管上方设置进粉管。

作为优选，所述罐体侧壁上部还设置贯穿罐体的排气管。

作为优选，所述气流进管上设置调节阀。

作为优选，所述进料管为一端大一端小的结构，小头端与加热管连通。

作为优选，所述加热管为上小下大的结构。

作为优选，所述出料筒底部设置出料管，所述出料管上设置出料阀。

本实用新型的有益效果是：

第一：利用气流控制进料（金属粉末）的粒径，粒径过大的金属粉末进入出渣筒，粒径符合要求的金属粉末进入加热管，因此本装置对进料预先进行筛选，制成的球形金属粉体球形度好、质量高；

第二：金属粉末进入加热管后熔融变成液态，颗粒依靠金属液滴自身的表面张力自发形成球形，球形度好，卫星球少；

第三：罐体内需要充入惰性气体进行保护，惰性压缩气体一般温度较低，直接充入罐体内会发生堵包现象，此外加热管内的金属液滴下落过程中会放热，导致罐体内壁温度迅速升高，将罐体设计成双层中空结构，惰性压缩气体先进入预热腔吸热，一方面可以预热惰性气体，另一方面可以对罐体内壁进行降温，经过预热后的惰性气体进入罐体可以避免堵包现象，安全性好，无需额外设置冷却设备；

第四：进料管为一端大一端小的结构，小头端与加热管连通，金属粉末进入加热管时相对集中，便于加热；

第五：加热管为上小下大的结构，上部小，加热的范围小，能够迅速对金属粉末进行加热，效率高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：10是罐体、11是预热腔、12是进气管、13是出气管、14是排气管、20是供料熔融装置、21是进料管、22是加热管、23是加热线圈、24是出渣筒、25是气流进管、26是进粉管、27是调节阀、30是出料筒、31是出料管、32是出料阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种3D打印用球形金属粉体的制备装置，包括双层中空结构的罐体10，所述罐体10内腔形成预热腔11；所述罐体10上方设置与罐体10顶部连通的供料熔融装置20，罐体10下方设置与罐体10底部连通的出料筒30；所述罐体10顶部外壁设置进气管12，罐体10内侧壁底部设置出气管13，所述进气管12与压缩惰性气体气源连接；所述供料熔融装置20包括倒U形的进料管21及与进料管21一端连通的加热管22，所述加热管22的外壁设置加热线圈23，所述进料管21另一端侧壁设置气流进管25，端部与出渣筒24连接，所述气流进管25上方设置进粉管26。

作为优选，所述罐体10侧壁上部还设置贯穿罐体10的排气管14。

作为优选，所述气流进管25上设置调节阀27。

作为优选，所述进料管24为一端大一端小的结构，小头端与加热管22连通。

作为优选，所述加热管22为上小下大的结构。

作为优选，所述出料筒30底部设置出料管31，所述出料管31上设置出料阀32。

本装置工作原理：

打开加热管22进行预热,惰性保护气体从进气管12进入预热腔11,而后通过出气管13进入罐体10内部,出气管13具体设置的数量可以根据罐体10的大小确定;当罐体10内达到制粉的要求,打开调节阀27通入气流,为了对金属粉末形成保护防止氧化,气流也可以选择惰性气体,当气流稳定后,进料管21开始进料(金属粉末),气流对金属粉末进行筛选,粒径较大的进入出渣筒24,粒径满足要求的进入加热管22,调节阀27可以调节气流的大小从而控制进粉量和控制金属粉末的粒径。

金属粉末在加热管内熔融，变成金属液滴，并且逐步下落，颗粒依靠金属液滴自身的表面张力自发形成球形，在罐体10内逐步冷却，而后从出料管31排出。

所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种3D打印用球形金属粉体的制备装置，其特征在于：包括双层中空结构的罐体（10），所述罐体（10）内腔形成预热腔（11）；所述罐体（10）上方设置与罐体（10）顶部连通的供料熔融装置（20），罐体（10）下方设置与罐体（10）底部连通的出料筒（30）；所述罐体（10）顶部外壁设置进气管（12），罐体（10）内侧壁底部设置出气管（13），所述进气管（12）与压缩惰性气体气源连接；所述供料熔融装置（20）包括倒U形的进料管（21）及与进料管（21）一端连通的加热管（22），所述加热管（22）的外壁设置加热线圈（23），所述进料管（21）另一端侧壁设置气流进管（25），端部与出渣筒（24）连接，所述气流进管（25）上方设置进粉管（26）。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印用球形金属粉体的制备装置，其特征在于：所述罐体（10）侧壁上部还设置贯穿罐体（10）的排气管（14）。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印用球形金属粉体的制备装置，其特征在于：所述气流进管（25）上设置调节阀（27）。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印用球形金属粉体的制备装置，其特征在于：所述进料管（21）为一端大一端小的结构，小头端与加热管（22）连通。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印用球形金属粉体的制备装置，其特征在于：所述加热管（22）为上小下大的结构。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印用球形金属粉体的制备装置，其特征在于：所述出料筒（30）底部设置出料管（31），所述出料管（31）上设置出料阀（32）。

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