CN218080407U - 一种3dp金属粉末成套清粉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种3DP金属粉末成套清粉装置，包括工作缸，工作缸的上方密封连接有清粉套件，清粉套件至少包括可替换安装的清粉板、清粉箱和清粉手套箱；所述清粉套件的侧壁和/或顶壁分别连接有吹气管路，所述清粉套件的顶壁或者另一侧壁上连接有吸气管路，所述吸气管路连接至旋风分离器，所述旋风分离器处设有粉末回收桶，所述旋风分离器的输出端连接至工业风机，所述旋风分离器和所述工业风机之间设有过滤器，所述工业风机的输出端连接所述吹气管路；所述工作缸的下方还设有顶升组件，所述顶升组件用于将工件顶升至所述清粉箱中。本成套清粉装置同时利用吸气和吹气，并形成循环的密闭空间，使其能够干净、快速、彻底的清理多余的粉末。

Description

一种3DP金属粉末成套清粉装置

技术领域

本实用新型涉及到3D打印技术领域，具体涉及到一种3DP金属粉末成套清粉装置。

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、粘结剂、固化剂等，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

3DP金属打印完成后，喷上粘结剂的部分固化成形，没喷上粘结剂的粉末成为多余粉末，需要被清除，一是为了得到零件，二是为了粉末回收利用。目前清粉工作主要手段是毛刷清理和气枪吹气。毛刷可以刷掉大部分多余粉末，零件表面凹槽和零件内部流道中的粉末则通过高速气流来吹掉吹出。这套清粉操作会产生大量扬尘，恶化生产环境，同时会造成粉末浪费。也有通过专门的清粉装置进行清理。

这些清粉方法虽然能够起到清理作用，但是还存在一些问题。如果只对多余的粉末吹气，则扬尘和粉末浪费都难以避免。3DP所用金属粉末包含10微米以下的细小粉末，用高速气流吹起后如果用过滤器来收集，需要选用高精度过滤器，而这些过滤器很快会被粉末堵死。如果高速气流吹起粉末后选用旋风分离器来收集，则需要吹气得到的气流保持在某个高的风速，以使旋风分离器能正常发挥功能，人工用高压气枪吹气则达不到这个要求。

如果只对多余的粉末吸气，则吸起的粉末经过旋风分离器可以被稳定分离，但吸风口负压的特点是随着离吸风口距离的增加，负压衰减很快，从而吸风口失去对粉末的吸力。要想保持吸力，必须吸风口不断移动来靠近粉末，从而必须人工参与。同时，吸气的方法对于零件表面凹槽内的粉末和零件内部流道中的粉末都不起作用。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种3DP金属粉末成套清粉装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种3DP金属粉末成套清粉装置，包括工作缸，所述工作缸的上方密封连接有清粉套件，所述清粉套件至少包括可替换安装的清粉板、清粉箱和清粉手套箱；所述清粉套件的侧壁和/或顶壁分别连接有吹气管路，所述清粉套件的顶壁或者另一侧壁上连接有吸气管路，所述吸气管路连接至旋风分离器，所述旋风分离器处设有粉末回收桶，所述旋风分离器的输出端连接至工业风机，所述旋风分离器和所述工业风机之间设有过滤器，所述工业风机的输出端连接所述吹气管路；所述工作缸的下方还设有顶升组件，所述顶升组件用于将工件顶升至所述清粉箱中。

本成套清粉装置结构简单，易于安装和使用，能够形成循环的密闭空间；所述清粉套件易于更换，根据需求可以在工作缸上安装不同类型的清粉套件，以达到不同的清理效果，相互配合使用还能够起到更好的效果。

所述吹气管路通过正压能够将工作缸中的粉末吹起，粉末混合着气体被吸气管路通过负压吸至所述旋风分离器，所述旋风分离器能够进行气体和粉末的分离，分离的粉末会被收集在所述粉末回收桶中，以备重复利用；分离出的干净气体会在所述过滤器的进一步过滤作用下处理更加干净，以便气体能够被重复使用，由于所述旋风分离器将绝大部分粉末进行了分离，因此所述过滤器被粉末堵塞的情况会明显减少。所述工业风机为风泵的一种，能够在输出端输出正压的气流，而在所述吸气管路端形成负压效应，使所述吸气管路能够高速吸气。

进一步的，所述清粉板密封盖设在所述工作缸上方，所述清粉板的上方连接所述吹气管路和所述吸气管路；所述吹气管路包括与所述工业风机的输出端可拆卸连接的第一进气主管，所述第一进气主管连接有气流分配器，所述气流分配器连接有若干第一进气支管，若干所述第一进气支管分别连接至所述清粉板的上方。

所述气流分配器的设置能够将所述第一进气主管输入的气流分出多股支气流,并分别通过所述第一进气支管从所述清粉板的上方通入所述工作缸内，吹起工作缸内的多余粉末，再被中间的吸气管路吸走。

进一步的，所述吸气管路通过管接头连接在所述清粉板的中部，若干所述第一进气支管呈多点分散式连接在所述清粉板上，所述第一进气支管不少于三根。多个均布的所述第一进气支管能够形成尽可能均布的多点向下吹风。

进一步的，所述清粉箱的尺寸不小于所述工作缸的尺寸，所述清粉箱的侧壁和顶壁分别连接有所述吹气管路，所述清粉箱的另一相对的侧壁上连接所述吸气管路；所述吹气管路包括与所述工业风机的输出端可拆卸连接的第二进气主管，所述第二进气主管通过分支连接有两个气流分配器，上方的所述气流分配器通过若干第二进气支管与所述清粉箱的顶壁连接，下方的所述气流分配器通过若干第三进气支管与所述清粉箱的侧壁连接。

所述清粉箱则利用两个所述气流分配器，能够将多股气流分别从箱体的上方和侧面通入箱体内部，起到多角度多位置的吹起，此过程能够将工作缸内缝隙和工件凹槽处的多余粉末吹起，进一步提升了清除率。

进一步的，所述第二进气支管呈多点分散式连接在所述清粉箱上方，所述第三进气支管至少包括间隔设置的三组，每组为上下设置的两根。

进一步的，所述清粉手套箱相对的侧壁上分别连接所述吸气管路和所述吹气管路，所述清粉手套箱内设有与所述吹气管路连接的细口径喷嘴，所述清粉手套箱的另一侧壁上设有伸入所述清粉手套箱内的密封手套。

对于有些工件内部流道中的粉末则通过所述清粉手套箱中喷嘴产生的高速气流进行清理，从而彻底完成工作缸及工件的粉末清理和回收操作。

所述吹气管路(包含所述第一进气主管和所述第二进气主管)与所述工业风机的输出端管道之间均是采用可拆卸的管接头进行连接，以便拆换；所述工业风机的输出端管道和所述吸气管路上还分别设有阀门及压力表，以便在拆换时控制循环管路的启闭。

进一步的，所述工作缸和所述清粉套件的端面分别设有连接法兰，所述连接法兰上设有密封槽和密封圈，以保证对接后的密封性；所述连接法兰通过夹具夹持、扣合或者螺栓连接的方式固定。

进一步的，所述工作缸设置在工作台上，所述工作缸的内部设有活塞板，所述活塞板的下方连接有所述顶升组件，所述顶升组件为顶升气缸或者顶升电缸。利用所述顶升组件能够控制所述活塞板的升降，所述活塞板的外周与所述工作缸的内周之间还可以设置滑动密封。

进一步的，所述吹气管路、所述清粉套件、所述吸气管路、所述旋风分离器和所述工业风机形成的封闭循环空间内通入有惰性气体。

本成套清粉装置将吸气和吹气都用上，并结合形成一个封闭的循环。在这个封闭的循环里，吹气可以发挥出它的两个优点，一个是可以将零件(工件)表面凹槽和零件内部流道中的多余粉末吹出，另一个是吹气的作用尺寸范围大，不会像吸气那样因与粉末距离增大而迅速衰减。在这个封闭的循环里，吸气也可以发挥出它的两个优点，一个是保证了气流以一定速度稳定通过旋风分离器，从而保证旋风分离器稳定分离粉末；另一个是吸气降低了零件区的正压，减小了粉末在吹气正压作用下出溢的几率。同时，吸气和吹气结合成一个封闭的管路后，所述工业风机传出的的噪音大大降低。

另外形成封闭循环后，清粉系统扩大了应用的场景。一些金属粉末不适合在空气停留，需要在惰性气体保护下进行操作，这时可以将惰性气体充入封闭循环系统，一方面达到保护金属粉末的工艺要求，另一方面最小化了惰性气体的用量。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1、本成套清粉装置结构简单，易于安装和使用，能够将吸气和吹气都用上，并形成循环的密闭空间，突显吸气和吹气的优点，使其能够干净、快速、彻底的清理多余的粉末；2、所述清粉套件易于更换，根据需求可以在工作缸上安装不同类型的清粉套件，以达到不同的清理效果，相互配合使用还能够起到更好的效果；3、所述吹气管路通过正压能够将工作缸中的粉末吹起，粉末混合着气体被吸气管路通过负压吸至所述旋风分离器，所述旋风分离器能够进行气体和粉末的分离，分离的粉末会被收集在所述粉末回收桶中，以备重复利用；分离出的干净气体会在所述过滤器的进一步过滤作用下处理更加干净，以便气体能够被重复使用，由于所述旋风分离器将绝大部分粉末进行了分离，因此所述过滤器被粉末堵塞的情况会明显减少；4、本装置能够将惰性气体充入封闭循环系统，一方面达到保护金属粉末的工艺要求，另一方面最小化了惰性气体的用量。

附图说明

图1为本实用新型一种3DP金属粉末成套清粉装置的清粉板连接示意图；

图2为本实用新型一种3DP金属粉末成套清粉装置的清粉箱连接示意图；

图3为本实用新型一种3DP金属粉末成套清粉装置的清粉箱的立面结构示意图；

图4为本实用新型一种3DP金属粉末成套清粉装置的清粉手套箱连接示意图；

图中：1、工作缸；201、清粉板；202、清粉箱；3、吹气管路；301、第一进气主管；302、气流分配器；303、第一进气支管；304、第二进气主管；305、第二进气支管；306、第三进气支管；4、吸气管路；5、旋风分离器；6、粉末回收桶；7、过滤器；8、工业风机；9、活塞板；10、顶升组件；11、清粉手套箱；12、密封手套。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

结合图1～图4所示，一种3DP金属粉末成套清粉装置，包括工作缸1，所述工作缸1的上方密封连接有清粉套件，所述清粉套件至少包括可替换安装的清粉板201、清粉箱202和清粉手套箱11；所述清粉套件的侧壁和/或顶壁分别连接有吹气管路3，所述清粉套件的顶壁或者另一侧壁上连接有吸气管路4，所述吸气管路4连接至旋风分离器5，所述旋风分离器5处设有粉末回收桶6，所述旋风分离器5的输出端连接至工业风机8，所述旋风分离器5和所述工业风机8之间设有过滤器7，所述工业风机8的输出端连接所述吹气管路3；所述工作缸1的下方还设有顶升组件10，所述顶升组件10用于将工件顶升至所述清粉箱202中。

模式一，如图1所示，所述清粉板201密封盖设在所述工作缸1上方，所述清粉板201的上方连接所述吹气管路3和所述吸气管路4；所述吹气管路3包括与所述工业风机8的输出端可拆卸连接的第一进气主管301，所述第一进气主管301连接有气流分配器302，所述气流分配器302连接有若干第一进气支管303，若干所述第一进气支管303分别连接至所述清粉板201的上方。

所述气流分配器302的设置能够将所述第一进气主管301输入的气流分出多股支气流,并分别通过所述第一进气支管303从所述清粉板201的上方通入所述工作缸1内，吹起工作缸内的多余粉末，再被中间的吸气管路4吸走。

进一步的，若干所述第一进气支管303呈多点分散式连接在所述清粉板201上，所述第一进气支管303不少于三根。多个均布的所述第一进气支管303能够形成尽可能均布的多点向下吹风。

模式二，如图2和3所示，所述清粉箱202的尺寸与所述工作缸1的尺寸相同，所述清粉箱202的侧壁和顶壁分别连接有所述吹气管路，所述清粉箱202的另一相对的侧壁上连接所述吸气管路4；所述吹气管路包括与所述工业风机8的输出端可拆卸连接的第二进气主管304，所述第二进气主管304通过分支连接有两个气流分配器302，上方的所述气流分配器302通过若干第二进气支管305与所述清粉箱202的顶壁连接，下方的所述气流分配器302通过若干第三进气支管306与所述清粉箱202的侧壁连接。

所述清粉箱202利用两个所述气流分配器302，能够将多股气流分别从箱体的上方和侧面通入箱体内部，起到多角度多位置的吹起，此过程能够将工作缸内缝隙和工件凹槽处的多余粉末吹起，进一步提升了清除率。

进一步的，所述第二进气支管305呈多点分散式连接在所述清粉箱202上方，所述第三进气支管306至少包括间隔设置的三组，每组为上下设置的两根。

模式三，如图4所示，所述清粉手套箱11相对的侧壁上分别连接所述吸气管路4和所述吹气管路3，所述清粉手套箱11内设有与所述吹气管路3连接的细口径喷嘴，比所述吹气管路3的孔径小，以便获取高速气流，所述清粉手套箱11的另一侧壁上设有伸入所述清粉手套箱11内的密封手套12。

对于有些工件内部流道中的粉末则通过所述清粉手套箱11中喷嘴产生的高速气流进行清理，从而彻底完成工作缸及工件的粉末清理和回收操作。

实际清理过程中，可以采取所述模式一和所述模式三配合使用的模式，或者所述模式二和所述模式三配合使用的模式，或者所述模式一、所述模式二和所述模式三依次进行的模式。

所述吹气管路3通过正压能够将工作缸1中的粉末吹起，粉末混合着气体被吸气管路4吸走，所述吸气管路4吸取粉末的气流以不少于22米/秒的速度进入所述旋风分离器5，所述旋风分离器5能够进行气体和粉末的分离，分离的粉末会被收集在所述粉末回收桶6中，以备重复利用；分离出的干净气体会在所述过滤器7的进一步过滤作用下处理更加干净，以便气体能够被重复使用，由于所述旋风分离器5将绝大部分粉末进行了分离，因此所述过滤器7被粉末堵塞的情况会明显减少。所述工业风机8为风泵的一种，能够在输出端输出正压的气流，而在所述吸气管路端形成负压效应，使所述吸气管路能够高速吸气。

本清粉装置将吸气和吹气都用上，并结合形成一个封闭的循环。在这个封闭的循环里，吹气可以发挥出它的两个优点，一个是可以将工件表面凹槽和零件内部流道中的多余粉末吹出，另一个是吹气的作用尺寸范围大，不会像吸气那样因与粉末距离增大而迅速衰减。在这个封闭的循环里，吸气也可以发挥出它的两个优点，一个是保证了气流以一定速度稳定通过旋风分离器5，从而保证旋风分离器5稳定分离粉末；另一个是吸气降低了零件区的正压，减小了粉末在吹气正压作用下出溢的几率。同时，吸气和吹气结合成一个封闭的管路后，所述工业风机8传出的的噪音大大降低。

另外形成封闭循环后，清粉系统扩大了应用的场景。一些金属粉末不适合在空气停留，需要在惰性气体保护下进行操作，这时可以将惰性气体充入封闭循环系统，一方面达到保护金属粉末的工艺要求，另一方面最小化了惰性气体的用量。

进一步的，所述工作缸1和所述清粉套件的端面分别设有连接法兰，所述连接法兰上设有密封槽和密封圈，以保证对接后的密封性；所述连接法兰通过螺栓连接的方式固定。

进一步的，所述工作缸1设置在工作台上，所述工作缸1的内部设有活塞板9，所述活塞板9的下方连接有所述顶升组件10，所述顶升组件10为顶升气缸。利用所述顶升组件10能够控制所述活塞板9的升降，所述活塞板9的外周与所述工作缸的内周之间还可以设置滑动密封。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种3DP金属粉末成套清粉装置，其特征在于，包括工作缸，所述工作缸的上方密封连接有清粉套件，所述清粉套件至少包括可替换安装的清粉板、清粉箱和清粉手套箱；所述清粉套件的侧壁和/或顶壁分别连接有吹气管路，所述清粉套件的顶壁或者另一侧壁上连接有吸气管路，所述吸气管路连接至旋风分离器，所述旋风分离器处设有粉末回收桶，所述旋风分离器的输出端连接至工业风机，所述旋风分离器和所述工业风机之间设有过滤器，所述工业风机的输出端连接所述吹气管路；所述工作缸的下方还设有顶升组件，所述顶升组件用于将工件顶升至所述清粉箱中。

2.根据权利要求1所述的3DP金属粉末成套清粉装置，其特征在于，所述清粉板密封盖设在所述工作缸上方，所述清粉板的上方连接所述吹气管路和所述吸气管路；所述吹气管路包括与所述工业风机的输出端可拆卸连接的第一进气主管，所述第一进气主管连接有气流分配器，所述气流分配器连接有若干第一进气支管，若干所述第一进气支管分别连接至所述清粉板的上方。

3.根据权利要求2所述的3DP金属粉末成套清粉装置，其特征在于，所述吸气管路通过管接头连接在所述清粉板的中部，若干所述第一进气支管呈多点分散式连接在所述清粉板上，所述第一进气支管不少于三根。

4.根据权利要求1所述的3DP金属粉末成套清粉装置，其特征在于，所述清粉箱的尺寸不小于所述工作缸的尺寸，所述清粉箱的侧壁和顶壁分别连接有所述吹气管路，所述清粉箱的另一相对的侧壁上连接所述吸气管路；所述吹气管路包括与所述工业风机的输出端可拆卸连接的第二进气主管，所述第二进气主管通过分支连接有两个气流分配器，上方的所述气流分配器通过若干第二进气支管与所述清粉箱的顶壁连接，下方的所述气流分配器通过若干第三进气支管与所述清粉箱的侧壁连接。

5.根据权利要求4所述的3DP金属粉末成套清粉装置，其特征在于，所述第二进气支管呈多点分散式连接在所述清粉箱上方，所述第三进气支管至少包括间隔设置的三组，每组为上下设置的两根。

6.根据权利要求1所述的3DP金属粉末成套清粉装置，其特征在于，所述清粉手套箱相对的侧壁上分别连接所述吸气管路和所述吹气管路，所述清粉手套箱内设有与所述吹气管路连接的细口径喷嘴，所述清粉手套箱的另一侧壁上设有伸入所述清粉手套箱内的密封手套。

7.根据权利要求1所述的3DP金属粉末成套清粉装置，其特征在于，所述工作缸和所述清粉套件的端面分别设有连接法兰，所述连接法兰上设有密封槽和密封圈，所述连接法兰通过夹具夹持、扣合或者螺栓连接的方式固定。

8.根据权利要求1所述的3DP金属粉末成套清粉装置，其特征在于，所述工作缸设置在工作台上，所述工作缸的内部设有活塞板，所述活塞板的下方连接有所述顶升组件，所述顶升组件为顶升气缸或者顶升电缸。

9.根据权利要求1所述的3DP金属粉末成套清粉装置，其特征在于，所述吹气管路、所述清粉套件、所述吸气管路、所述旋风分离器和所述工业风机形成的封闭循环空间内通入有惰性气体。

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