CN216540848U - 一种适用于后烧结类型金属3d打印的粉末回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及积层制造技术的固体分离及清洁，特别涉及一种适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，包括工作舱、过滤板、旋风离心分离器、空气过滤器和抽风装置，工作舱内设有第一分隔板用于将其分隔形成工作区和设备区，过滤板与工作区的工作舱背板临近间隔布置，且该过滤板向上延伸并与工作舱的顶板封闭形成一集粉过渡区，旋风离心分离器的进气口连通至集粉过渡区，空气过滤器的进气端连通至旋风离心分离器的出气口，抽风装置的进气端与空气过滤器的出气端相连通；本实用新型通过抽风装置的作用，在工作区中形成了整体呈负压的氛围环境，有效的避免了粉末的扬起或逸散，实现了以回收为目的的对脱粉工作空间的粉末进行充分有效的收集。

Description

一种适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置

技术领域

本实用新型涉及积层制造技术的固体分离及清洁，特别涉及一种适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置。

背景技术

金属3D打印目前最主要的制造技术是将粉末利用雷射直接烧结，然而随着粉末冶金后烧结技术的逐渐成熟，金属增材制造技术已经可分成直接烧结和后烧结类型，后烧结技术是以某种方式将金属粉末黏结成型后，经过后处理以及烧结成为纯金属零件的方式。后烧结类型的3D打印技术一般包括六个阶段：1)材料处理；2)材料投入；3)打印；4)固化；5)脱粉；6)烧结。上述打印方式在烧结前的对象称为生胚，该生胚仅以黏着剂结合在一起，其强度低且容易被破坏，基于质量的考虑必须使用低或非破坏性的方式进行脱粉工作，并将干净粉末进行收集予以回收。其中打印阶段的具体操作是以铺展一层薄粉作为基床，选择性的进行黏着剂的喷涂，并一再重复上粉步骤后达到成型的目的，因此成型空间内将会包含受胶体黏着的粉末生胚及未被黏着的干净粉末，且呈现埋没状态。因此需要经过固化阶段将成型空间中的黏着剂之溶剂或水分热蒸发或升华，然后将埋没的生胚及干净粉末，常规的经过下述流程，以人工或自动化方式进行分离：1)将未被黏着的粉末用气吹或毛刷以类似于考古的手法逐步移除，解除埋没状态；2)将脱离埋没状态的生胚，逐一以气吹或毛刷进一步移除至净型生胚；3)回收未被黏着的干净粉末。完成脱粉阶段将会得到净型生胚，接着将其烧结而得到纯材质且高强度的烧结品。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，该粉末回收装置能够在脱粉阶段全面达到以下综合性的条件：1)低或非破坏的方式移除生胚周边因埋没而包覆的粉末；2)以回收为目的对脱粉工作空间的粉末进行收集；3)大批量处理的能力。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，包括：

工作舱，所述工作舱内设有一横置的第一分隔板用于将其分隔形成位于上方的工作区和位于下方的设备区，所述第一分隔板的下侧设有向下延伸的第二分隔板用于将设备区分隔形成粉末收集设备区和工作台升降设备区；

过滤板，其设置在所述工作区，并与所述工作区的工作舱背板临近间隔布置，且该过滤板的上端向上延伸并与所述工作舱的顶板封闭形成一集粉过渡区；

旋风离心分离器，其设置在所述粉末收集设备区，所述旋风离心分离器的进气口经由第一管道连通至所述集粉过渡区；

空气过滤器，其设置在所述粉末收集设备区，所述空气过滤器的进气端经由第二管道连通至所述旋风离心分离器的出气口；

抽风装置，其设置在所述粉末收集设备区，所述抽风装置的进气端与所述空气过滤器的出气端相连通，所述抽风装置的出气端连通大气。

在进一步的技术方案中，所述空气过滤器包括沿空气流动方向依次连通的初级过滤器和精细空气过滤器。

在进一步的技术方案中，所述抽风装置与所述空气过滤器呈上下布置在所述粉末收集设备区，且在空气过滤器的底部设有一上端敞口状的固态物承接盒，所述第二管道与所述固态物承接盒的侧部相连通。

在进一步的技术方案中，所述第一管道和第二管道内均设有电子压差计用于测量对应管道中的气体压力。

在进一步的技术方案中，所述工作区设有一工作台，所述工作台的底部与设置在工作台升降设备区内的升降机构相连接，所述升降机构可驱动工作台在工作区内上下移动。

在进一步的技术方案中，临近旋风离心分离器的工作舱侧壁上设有第一舱门用于取出回收粉末。

在进一步的技术方案中，临近空气过滤器的工作舱侧壁上设有第二舱门用于更换所述空气过滤器的滤芯。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型提供的适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，可以在工作区中进行低或非破坏的方式移除生胚周边因埋没而包覆的粉末，通过抽风装置的作用，在工作区中形成了整体呈负压的氛围环境，有效的避免了粉末的扬起或逸散，实现了以回收为目的的对脱粉工作空间的粉末进行充分有效的收集，此外，本实用新型提供的粉末回收装置还支持大批量的生胚处理，具有较好的可持续工作能力。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。

附图说明

图1示出为根据本实用新型具体实施方式提供的一种适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置的结构示意图；

图2示出为图1中粉末回收装置的剖视图；

图3示出为本实用新型中粉末收集设备的位置关系示意图；

图中标号说明：100、工作舱；101、第一分隔板；102、第二分隔板；103、工作舱背板；104、顶板；105、第一舱门；106、第二舱门；110、工作区；111、工作台；120、设备区；121、粉末收集设备区；122、工作台升降设备区；130、集粉过渡区；200、过滤板；300、旋风离心分离器；310、第一管道；320、第二管道；400、空气过滤器；410、初级过滤器；420、精细空气过滤器；430、固态物承接盒；500、抽风装置；600、升降机构。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本实用新型。

需要说明的是，在本实用新型中，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如前所述，结合图1、2所示，本实用新型提供了一种适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，该粉末回收装置包括工作舱100、过滤板200、旋风离心分离器300、空气过滤器400和抽风装置500。

所述工作舱100作为本实用新型提供的粉末回收装置的主体结构，其具有一容置空间用于安装上述过滤板200、旋风离心分离器300、空气过滤器400和抽风装置500等零部件，用于实现本实用新型中粉末回收的功能。

所述工作舱100内设有一横置的第一分隔板101用于将其分隔形成位于上方的工作区110和位于下方的设备区120，所述第一分隔板101的下侧设有向下延伸的第二分隔板102用于将设备区120分隔形成粉末收集设备区121和工作台升降设备区122。

过滤板200的作用在于实现一定的阻隔作用，其板体上设有贯穿板面的透气孔，由此避免过大的、非粉末的杂物被吸入粉末收集设备中，以确保粉末回收装置的稳定可靠。所述过滤板200设置在所述工作区110，并与所述工作区110的工作舱背板103临近间隔布置，且该过滤板200的上端向上延伸并与所述工作舱100的顶板104封闭形成一集粉过渡区130。

所述的旋风离心分离器300、空气过滤器400和抽风装置500均设置在粉末收集设备区121中，上述设备相互协同配合，实现对工作区中粉末的收集。其中，所述旋风离心分离器300的进气口经由第一管道310连通至所述集粉过渡区130；所述空气过滤器400的进气端经由第二管道320连通至所述旋风离心分离器300的出气口；所述抽风装置500的进气端与所述空气过滤器400的出气端相连通，所述抽风装置500的出气端连通大气。

本实用新型提供的粉末回收装置，可以在工作区110中进行低或非破坏的方式移除生胚周边因埋没而包覆的粉末，由于抽风装置500的作用，在工作区110中形成了整体呈负压的氛围环境，有效的避免了粉末的扬起或逸散，实现了以回收为目的的对脱粉工作空间的粉末进行充分有效的收集，此外，本实用新型提供的粉末回收装置还支持大批量的生胚处理，具有较好的可持续工作能力。

本实用新型中，所述后烧结类型金属3D打印的粉末材质包括但不限于316L、Cu、Ti64、WC-Co；所述粉末的中位数尺寸介于5～45微米，比重大于3g/cm³。

本实用新型中，所述的低或非破坏的方式具体可举出，采用压缩空气枪对生胚局部位置的未黏着的粉末进行移除的操作。此外，结合本实用新型提供的粉末回收装置，该压缩空气枪的操作还包括且不限于，对整个工作区的位置进行吹风，将未被黏着的粉末吹向过滤板200所在侧，经过滤板200后进入集粉过渡区130。

进一步的，根据本实用新型提供的粉末回收装置，空气过滤器400的作用在于将经过旋风离心分离器300的空气进行过滤，以充分滤除粉末，避免对外界环境产生影响，作为该空气过滤器400的一种具体的布置方式，所述空气过滤器400包括沿空气流动方向依次连通的初级过滤器410和精细空气过滤器420。

进一步的，结合图3所示，在本实用新型的一个具体的实施例中，所述抽风装置500与所述空气过滤器400呈上下布置在所述粉末收集设备区121，且在空气过滤器400的底部设有一上端敞口状的固态物承接盒430，所述第二管道320与所述固态物承接盒430的侧部相连通。如此，在具体使用的过程中，由于初级过滤器410的阻挡，大部分未及处理的粉末被初级过滤器410的进气端阻挡并掉落至固态物承接盒430中。

根据本实用新型提供的粉末回收装置，本实用新型中，所述第一管道310和第二管道320内均设有电子压差计用于测量对应管道中的气体压力。通过电子压差计测量经过旋风离心分离器300前后的气体压力，进而可方便的控制抽风装置500的输出功率以确保粉末回收效率维持较好的状态。

根据本实用新型提供的粉末回收装置，本实用新型中，所述工作区110设有一工作台111，所述工作台111的底部与设置在工作台升降设备区122内的升降机构600相连接，所述升降机构600可驱动工作台111在工作区110内上下移动。

所述升降机构600的作用在于托举工作台111，使其上升或下降，以方便工作人员的操作，该升降机构600可采用本领域常用的设备，本实用新型在此不做赘述。用于控制升降机构600的控制按钮可集成在工作区110的工作台111旁侧，控制按钮与升降机构600电性连接，以方便工作人员的操作。

本实用新型中，抽风装置500的作用在于提供负压，使得工作区110的空气被持续不断的抽离，依次经集粉过渡区130、第一管道310进入旋风离心分离器300，再经第二管道320进入固态物承接盒430，经初级过滤器410和精细空气过滤器420依次过滤后，通过抽风装置500的出气口外排至大气中，具体空气的流动路径如图2中虚线所示。所述的抽风装置500可采用本领域公知的设备，本实用新型在此不做赘述。

根据本实用新型提供的粉末回收装置，本实用新型中，作为工作舱100的整体结构设计，在本实用新型的一个具体的实施例中，临近旋风离心分离器300的工作舱100侧壁上设有第一舱门105用于取出回收粉末。

进一步的，临近空气过滤器400的工作舱100侧壁上设有第二舱门106用于更换所述空气过滤器的滤芯。

此外，在工作台升降设备区122对应的工作舱100侧壁上也可设置对应的舱门以方便维护；在工作区110对应的区域可设置上下推拉式的舱门，在工作间隙，将舱门下拉以封闭工作区110，避免外界杂物进入，影响粉末回收装置回收得到的粉末的质量。

所述工作舱100的顶板104上还可设置照明组件用于对工作区110提供照明，所述工作舱100位于工作区110的内壁上还设有挂钩组件供压缩空气枪等工具的布置。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的特点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，其特征在于，包括：

工作舱(100)，所述工作舱(100)内设有一横置的第一分隔板(101)用于将其分隔形成位于上方的工作区(110)和位于下方的设备区(120)，所述第一分隔板(101)的下侧设有向下延伸的第二分隔板(102)用于将设备区(120)分隔形成粉末收集设备区(121)和工作台升降设备区(122)；

过滤板(200)，其设置在所述工作区(110)，并与所述工作区(110)的工作舱背板(103)临近间隔布置，且该过滤板(200)的上端向上延伸并与所述工作舱(100)的顶板(104)封闭形成一集粉过渡区(130)；

旋风离心分离器(300)，其设置在所述粉末收集设备区(121)，所述旋风离心分离器(300)的进气口经由第一管道(310)连通至所述集粉过渡区(130)；

空气过滤器(400)，其设置在所述粉末收集设备区(121)，所述空气过滤器(400)的进气端经由第二管道(320)连通至所述旋风离心分离器(300)的出气口；

抽风装置(500)，其设置在所述粉末收集设备区(121)，所述抽风装置(500)的进气端与所述空气过滤器(400)的出气端相连通，所述抽风装置(500)的出气端连通大气。

2.根据权利要求1所述的适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，其特征在于，所述空气过滤器(400)包括沿空气流动方向依次连通的初级过滤器(410)和精细空气过滤器(420)。

3.根据权利要求1所述的适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，其特征在于，所述抽风装置(500)与所述空气过滤器(400)呈上下布置在所述粉末收集设备区(121)，且在空气过滤器(400)的底部设有一上端敞口状的固态物承接盒(430)，所述第二管道(320)与所述固态物承接盒(430)的侧部相连通。

4.根据权利要求1所述的适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，其特征在于，所述第一管道(310)和第二管道(320)内均设有电子压差计用于测量对应管道中的气体压力。

5.根据权利要求1所述的适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，其特征在于，所述工作区(110)设有一工作台(111)，所述工作台(111)的底部与设置在工作台升降设备区(122)内的升降机构(600)相连接，所述升降机构(600)可驱动工作台(111)在工作区(110)内上下移动。

6.根据权利要求1所述的适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，其特征在于，临近旋风离心分离器(300)的工作舱(100)侧壁上设有第一舱门(105)用于取出回收粉末。

7.根据权利要求1所述的适用于后烧结类型金属3D打印的粉末回收装置，其特征在于，临近空气过滤器(400)的工作舱(100)侧壁上设有第二舱门(106)用于更换所述空气过滤器的滤芯。

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