TW201922361A - 粉末回收系統及應用於該系統的重量定量模組 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種粉末回收系統及應用於該系統的重量定量模組，粉末回收系統包括餘料槽、重量定量裝置、氣動模組、輸送管道、回收模組及供粉槽。餘料槽供容置回收粉末。重量定量模組包括貯槽及轉動輸出管，貯槽接收回收粉末，轉動輸出管連通於貯槽以輸出回收粉末，重量定量模組依據貯槽的重量變化控制輸出回收粉末的質量流率。氣動模組致使回收粉末懸浮移動於輸送管道內。回收模組連通於輸送管道以接收回收粉末，並篩分該回收粉末後提供新料粉末與回收粉末混合。供粉槽連通於回收模組以接收回收粉末及新料粉末。

Description

粉末回收系統及應用於該系統的重量定量模組

本發明係與粉末回收技術有關，特別係指一種氣動式的粉末回收系統及應用於該系統的重量定量模組。

金屬積層製造(Metal additive manufacturing，也稱為金屬3D列印)是指利用雷射燒結技術將金屬粉末原料形成各種造型的工件，雷射燒結完成後將工件取出。金屬積層製造過程只有部分金屬粉末原料會被使用到，其餘金屬粉末原料未被燒結。未燒結的金屬粉末原料直接丟棄會造成金屬粉末原料的浪費，同時未燒結的金屬粉末原料由工作平台移除的過程也會造成工作效率也會降低。因此在雷射燒結完畢後，如何將未燒結的粉末原料回收再利用是達到降低成本與提升效率的關鍵之一。

積層製造所使用之金屬粉末原料對於品質要求高，例如：金屬粉末原料的真圓度、氧含量等等都會對所製成的工件性質產生極大影響。因此，金屬粉末原料除了需要良好的可塑性外，還要求粒度可控、高純度、成份、細微化、流動性佳與球形度高等等條件，故而製作過程需要特殊設備，並製作成本高，金屬粉末原料通常是傳統粉末冶金用粉的15~50 倍，是一種高性能金屬粉末。

傳統積層製造過程中，首先由進料裝置提供金屬粉末原料進入工作平台，逐層以滾輪或刮刀進行鋪粉與雷射燒結，重複以上步驟直到工件完成，工件完成後將被包覆在金屬粉末原料中的工件取出，將未燒結的多餘金屬粉末原料另外收集之後，再準備進行下一個工作的製作。

前述以滾輪或刮刀進行鋪粉的過程中，對粉末的約束性較差，會造成粉末在行進時向兩側流散，或容易在角落形成粉末堆積，都會造成粉末的浪費。

目前對於多餘金屬粉末的回收處理，主要以人工或半自動方式，將多金屬餘粉末集中。而回收的過程通常是以人力配合部分設備，或以人工或半自動方式處理，若是在工作場所中因為方式操作錯誤、收集或移轉粉末的過程中常會造成金屬粉末的損傷。再者，金屬粉末原料金屬粉末原料可能形成空氣中的粉塵，這些粉塵除了會直接對現場工作人員的呼吸道健康造成損傷之外，許多具有可燃性的金屬粉末也有造成粉塵爆炸的風險。特別是，現今航太等級的積層製造系統逐漸以大型化機台為主，傳統的積層製造的粉末處理需要由操作人員進行配合。但目前朝大型化的趨勢下，人工清除或人工回收粉末已無法負荷。

此外，輸送金屬粉末的過程中，經常會利用螺桿等機械式裝置進行運輸金屬粉末或混合金屬粉末的動作，機 戒式裝置的輸送機構可能會擠壓、摩擦金屬粉末，使得金屬粉末變形或磨耗，進一步造成粉末真圓度等品質特性下降。

為解決先前技術之缺點，本發明提供一種粉末回收系統及應用於該系統的重量定量模組，可以大幅減少回收粉末的磨耗，提升粉末的回收利用率，降低成本，並且提供高度自動化可供長時間運轉，減少人力需求且更安全可靠。

本發明係為一種粉末回收系統，係包括：一餘料槽，係供容置一回收粉末；一重量定量模組，係包括一貯槽及一轉動輸出管，該貯槽接收該回收粉末，該轉動輸出管連通該貯槽以輸出該回收粉末，該重量定量模組係依據該貯槽的重量變化控制該轉動輸出管之轉動速度，進而控制輸出該回收粉末的質量流率；一氣動模組，係致使該回收粉末懸浮移動；一輸送管道，係連通該氣動模組，供該回收粉末於該輸送管道內懸浮移動；一回收模組，係連通於該輸送管道以接收該回收粉末，並篩分該回收粉末後，提供一新料粉末與該回收粉末混合，以及一供粉槽，係連通於該回收模組以接收該回收粉末及該新料粉末。

本發明之一實施例中，其中該重量定量模組更包括一閥門及一重量感測元件，該閥門設置於餘料槽與該貯槽之間，該轉動輸出管連通於該貯槽的底部，該重量感測元件量測該貯槽的重量變化，藉以控制該轉動輸出管的轉動速度。

本發明之一實施例中，其中該重量感測元件量測該貯槽的重量變化以控制該閥門的開啟或閉合。

本發明之一實施例中，其中該氣動模組包括一文氏管粉末噴射器及一氣體供應裝置，該文氏管粉末噴射器包括一進氣段、一入粉段及一文氏管，該入粉段設置於該進氣段與該文氏管之間，該進氣段連接該氣體供應裝置，該入粉段連接於該轉動輸出管，該文氏管連接該輸送管道，該氣體供應裝置從該進氣段的一進氣口提供一保護氣體，該回收粉末從該轉動輸出管進入該入粉段，致使該回收粉末懸浮移動於該保護氣體內並從該文氏管的一出粉口輸出。

本發明之一實施例中，其中該文氏管粉末噴射器的一入粉端角度為25~35度，該文氏管的一出粉端角度為1~7度。

本發明之一實施例中，該文氏管粉末噴射器的入粉端角度較佳地為27.5度，該文氏管的出粉端角度較佳地為5度。

本發明之一實施例中，其中該轉動輸出管包括一密封外管及一轉動內管，該密封外管包覆該轉動內管及該入粉口，該轉動內管包括一連接端的一開口端，該連接端連通於該貯槽的底部，該開口端設置於該入粉口的上方。

本發明之一實施例中，其中該轉動內管包括複數入料孔、一連接端及一開口端，該連接端位於該貯槽的內部， 該些入料孔設置於該轉動內管接近該連接端的表面。

本發明之一實施例中，其中該餘料槽包括一出料漏斗筒及至少一噴氣頭，該噴氣頭設置於該出料漏斗筒的一筒壁上，該噴氣頭與該筒壁之間具有一夾角。該噴氣頭較佳地為四個。

本發明之一實施例中，其中該回收模組包括一篩分模組，該篩分模組由該輸送管道接收該回收粉末，依據一篩分標準篩區分該回收粉末為至少二種。

本發明之一實施例中，其中該篩分模組包括一篩網、一震動裝置、一超音波震動裝置及一廢棄粉貯槽，該震動裝置與該超音波震動裝置連接於該篩網，由該輸送管道接收的該回收粉末中的一部分通過該篩網進入該回收粉貯槽，另一部分的該回收粉末未通過該篩網而進入該廢棄粉貯槽。

本發明之一實施例中，其中該回收模組更包括一混合模組，該混合模組連接該回收粉貯槽接收該回收粉末，並混合該新料粉末與該回收粉末。

本發明之一實施例中，其中該混合模組包括一回收料入口、一新料入口、一秤重裝置及一混合裝置，該回收料入口連接於該回收粉貯槽與該秤重裝置，該秤重裝置連接於該混合裝置，該新料入口連接於該混合裝置。

本發明另提供一種重量定量模組，包括：一貯槽；一閥門，設置於該貯槽的頂部；一重量感測元件，設置於該貯 槽的一底部；一轉動輸出管，連通於該貯槽的靠近該底部的一底面；其中，該重量感測元件量測該貯槽的重量變化，以控制該閥門及該轉動輸出管。

本發明之一實施例中，該粉末回收系統包括餘料槽、重量定量裝置、氣動模組、輸送管道、回收模組及供粉槽。餘料槽供容置回收粉末。重量定量模組包括貯槽及轉動輸出管，貯槽接收回收粉末，轉動輸出管連通於貯槽以輸出回收粉末，重量定量模組依據貯槽的重量變化控制轉動輸出管輸出回收粉末的質量流率(mass flow rate)。氣動模組致使回收粉末懸浮移動於輸送管道內。回收模組連通於輸送管道以接收回收粉末，並篩分回收粉末後，提供新料粉末與回收粉末混合。供粉槽連通於回收模組以接收回收粉末及新料粉末。

本發明之一實施例中，該粉末回收系統屬於一種密閉的氣送系統，可以避免粉末在管路中堆積或與輸送管道的壁面碰撞，保持粉末的真圓度，進一步可以維持雷射燒結後工件的強度。本發明之粉末回收系統藉由定量運輸粉末與氣動模組，可以避免氣送過程中粉末輸送不均勻的問題，改善粉末質量流率不固定的狀況，也使得粉末可以在輸送過程中保持懸浮於氣體中。本發明之粉末回收系統由於進入篩分模組的質量流率穩定，可以使篩分效率更好。本發明之粉末回收系統使用保護氣體及封閉管路，可以保護粉末避免氧化，並降低粉塵爆炸的可能性。本發明之粉末回收系統使用超音波震動 篩網，增加篩分效率並防止篩網堵塞。本發明之粉末回收系統的氣動模組可以改善氣體流場、減少粉末沉積、提升氣體與粉末的混合程度。本發明之粉末回收系統可以排除鼠洞現象，並且提供正壓防止粉末逆吹。本發明之粉末回收系統可以使用於大型積層製造中，自動回收餘粉並供粉，減少人力需求。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖示中加以闡述。

10‧‧‧餘料槽

11‧‧‧出料漏斗筒

110‧‧‧擴開口

112‧‧‧縮開口

114‧‧‧筒壁

12‧‧‧噴氣頭

20‧‧‧重量定量模組

21‧‧‧貯槽

22‧‧‧轉動輸出管

220‧‧‧轉動內管

221‧‧‧連接端

222‧‧‧開口端

23‧‧‧密封外管

24‧‧‧轉動馬達

25‧‧‧閥門

26‧‧‧重量感測元件

30‧‧‧氣動模組

31‧‧‧文氏管粉末噴射器

31a‧‧‧出粉端角度

31b‧‧‧入粉端角度

31c‧‧‧內管壁的夾角

311‧‧‧進氣段

3111‧‧‧進氣口

3112‧‧‧噴嘴

312‧‧‧入粉段

3121‧‧‧入粉口

3122‧‧‧吸粉室

313‧‧‧文氏管

3131‧‧‧出粉口

32‧‧‧氣體供應裝置

33‧‧‧流量控制元件

40‧‧‧輸送管道

50‧‧‧回收粉貯槽

60‧‧‧篩分模組

61‧‧‧篩網

62‧‧‧震動裝置

63‧‧‧超音波震動裝置

64‧‧‧廢棄粉貯槽

70‧‧‧混合模組

71‧‧‧回收料入口

72‧‧‧新料入口

73‧‧‧秤重裝置

74‧‧‧混合裝置

80‧‧‧工作平台

81‧‧‧供粉槽

圖1係為本發明一實施例之粉末回收系統的示意圖。

圖2係為本發明一實施例之餘料槽側視圖與俯視圖。

圖3係為本發明一實施例之重量定量模組的側視圖。

圖4A係為本發明一實施例之氣動模組立體圖。

圖4B係為本發明一實施例之氣動模組剖視圖。

圖5A係為習用粉末噴射器氣體流場速度測試結果圖。

圖5B係為本發明一實施例之文氏管粉末噴射器氣體流場速度測試結果圖。

圖5C係為習用粉末噴射器顆粒混合軌跡測試結果圖。

圖5D係為本發明一實施例之文氏管粉末噴射器顆粒混合軌跡測試結果圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

圖1為本發明一實施例之粉末回收系統的示意圖。在該實施例中，該粉末回收系統包括：餘料槽10、重量定量模組20、氣動模組30、輸送管道40、回收模組及供粉槽81。本發明實施例的粉末回收系統可以應用或搭載在各種需要回收或輸送粉末的工業製造系統內，尤其是對於回收粉末有高度規格要求的系統，例如積層製造系統。

圖2係為本發明一實施例之餘料槽側視圖與俯視圖。請一併參閱圖1、圖2所示，餘料槽10供容置回收粉末。餘料槽10接收並暫存來自工作平台80的完成作業之後的剩餘回收粉末。於此，餘料槽10大致呈漏斗筒狀，並且餘料槽10的壁面具有傾斜角度以供回收粉末向下並向中央集中後，依靠回收粉末自身的重量而落入下一個模組。於該實施例中，餘料槽10包括出料漏斗筒11及至少一噴氣頭12，出料漏斗筒11包括擴開口110、縮開口112及筒壁114，擴開口110位於出料漏斗筒11的一端，而縮開口112位於出料漏斗筒11另一端，筒壁114連接於擴開口110與縮開口112之間。擴開口110承接回收粉末後經過筒壁114再由縮開口112輸送到重量定量模組20。噴氣頭12設置於出料漏斗筒11的筒壁114上，噴氣頭12與筒壁114之 間具有一個夾角。噴氣頭12向出料漏斗筒11內噴氣，以排除堆積在筒壁114的回收粉末，並且使得餘料槽10內呈現微正壓，幫助粉末順利排放與避免回收粉末可能回流的狀況。

本發明之一實施例中，噴氣頭12與筒壁114之間具的夾角可以在1到90度之間，然並不以此為限。本發明於實際應用時，噴氣頭12的數量可以是二個(如圖2左邊側視圖所示)，並且二個噴氣頭12左右對稱設置在筒壁114上。噴氣頭12亦可以是四個(如圖2右邊俯視圖所示)，各別二個噴氣頭12相互對稱設置於筒壁114上。

圖3是本發明一實施例之重量定量模組的側視圖。請一併參閱圖1、圖3所示，重量定量模組20包括貯槽21及轉動輸出管22、閥門25、貯槽21的頂端連接餘料槽10的縮開口112，以閥門25控制餘料槽10排放的粉末量，使得貯槽21可以接收自餘料槽10落下的回收粉末。轉動輸出管22的一端連通於貯槽21，轉動輸出管22的另一端連通於氣動模組30，以使回收粉末從貯槽21經由轉動輸出管22進入氣動模組30。轉動輸出管22以管徑的中心為軸心進行轉動，當轉動輸出管22轉動時會帶動貯槽21內的回收粉末進行移動，回收粉末進入轉動輸出管22後，在轉動輸出管22帶動下，由貯槽21移動到遠離貯槽21的轉動輸出管22的出口端222，以進入氣動模組30。本發明於實際應用時，轉動輸出管22的內壁面可以是光滑的平面，以確保回收粉末減少磨損。轉動輸出管22的內壁面也可以設 置有內螺紋，以提升輸送效率，但增加內螺紋會增加粉末的磨損，使用者可依材料或製程需求選用不同的轉動輸出管22內壁面設計。

請繼續參考圖3，本發明一實施例中，轉動輸出管22包括密封外管23及轉動內管220。密封外管23密閉包覆轉動內管220及氣動模組30的入粉口3121，以維持該粉末回收系統呈現封閉的狀態。轉動內管220包括連接端221及開口端222，連接端221設置於貯槽21接近底部的外側壁面，開口端222設置於入粉口312的上方，使得回收粉末由開口端222直接落入入粉口312內。本發明一實施例中，轉動內管220的連接端221延伸進入貯槽21的內部，並且轉動內管220更包括複數入料孔223設置於轉動內管220接近連接端221的表面，轉動內管220表面的複數入料孔223供回收粉末進入轉動輸出管22。本發明一實施例中，轉動內管220的管壁平行於貯槽21的底面。於實際應用時，轉動內管220可以具有傾斜角度(舉例而言，轉動內管220的連接端221高於開口端222。)以提高回收粉末落下的速率。本發明一實施例中，，轉動輸出管22更包括轉動馬達24，轉動內管220連接到轉動馬達24，轉動馬達24帶動轉動內管220進行轉動。

本發明一實施例中，重量定量模組20依據貯槽21的重量變化控制轉動輸出管22輸出回收粉末的質量流率(mass flow rate)。質量流率係指當回收粉末於管道內流動 時，單位時間流進或流出的質量，常用的單位是公斤/每秒(kg/s)，換言之，也就是測量每秒貯槽21所減少的重量作為進入氣動模組30的質量流率。本發明一實施例中，重量定量模組20依據貯槽21的重量變化控制轉動輸出管22的轉動速度以調整回收粉末自開口端222輸出的量，並藉以調整回收粉末的質量流率。本發明一實施例中，重量定量模組更包括閥門25及重量感測元件26，閥門25設置於餘料槽10與貯槽21之間，重量感測元件26設置於貯槽21的下方。閥門25開啟時回收粉末自餘料槽10落入貯槽21內。本發明一實施例中，閥門25是蝶閥(butterfly valve)又叫翻板閥，藉由翻板開啟不同的角度以控制回收粉末落入貯槽21的多寡，並且蝶閥具有結構簡單，開關迅速，體積小，重量輕和啟閉力矩小，通過蝶閥時回收粉末受到的阻力較小，壓降也較小。

本發明一實施例中，當閥門25開啟時重量感測元件26停止偵測，當閥門25關閉時重量感測元件26啟動偵測，以使得重量感測元件26能取得更準確的偵測結果。本發明一實施例中，重量感測元件26偵測貯槽21及回收粉末的總合重量，並且記錄上述總合重量隨時間的變化量。本發明一實施例中，重量感測元件26偵測貯槽21、轉動輸出管22及回收粉末的總合重量，並且記錄上述總合重量隨時間的變化量。本發明一實施例中，重量感測元件26為高精度重量感測元件，其感測精度可以達到0.1g/s。

本發明一實施例中，重量定量模組包括處理單元(圖未示)，重量感測元件26及轉動馬達24電性連接到處理單元，處理單元接收貯槽21的重量變化並據以控制轉動馬達24，而調整轉動輸出管22的轉動速度。本發明一實施例中，閥門25電性連接到處理單元，處理單元接收偵測貯槽21的重量以控制閥門25的開啟或閉合。舉例而言，當貯槽21容置回收粉末達一個設定的最低重量時(例如：貯槽21容量的20%)時閥門25開啟，當貯槽21容置回收粉末達到一個設定的最高重量時(例如：貯槽21容量的90%)時閥門25關閉。本發明一實施例中，當閥門25開啟時，回收粉末開始持續落入貯槽21內，此時重量定量模組20停止依據貯槽21的重量變化控制轉動輸出管22的轉動速度，僅是維持閥門25開啟前的轉動速度。也就是說，當閥門25關閉時，貯槽21內的回收粉末不再變化，故而重量定量模組20開始依據貯槽21的重量變化控制轉動輸出管22的轉動速度。本發明一實施例中，當重量感測元件26偵測到單位時間(例如：每1秒鐘)內貯槽21及回收粉末的總合重量減少過多，則回饋控制轉動輸出管22的轉動速度減低，當重量感測元件偵測到單位時間內貯槽21及回收粉末的總合重量減少過少，則回饋控制轉動輸出管22的轉動速度提高。藉以更精準的控制單位時間內落入氣動模組30的回收粉末重量。

圖4A是本發明一實施例之氣動模組立體圖。圖4B是本發明一實施例之氣動模組剖視圖。本發明一實施例中， 氣動模組30致使回收粉末懸浮移動，氣動模組30提供保護氣體與回收粉末混合，以避免回收粉末氧化，降低回收粉末的品質。本發明一實施例中，輸送管道40連通氣動模組30，並且供回收粉末於輸送管道40內懸浮移動，以將回收粉末經由輸送管道40輸送到回收粉貯槽50。本發明一實施例中，保護氣體包括惰性氣體及活性較小的氣體。氣動模組20所提供的保護氣體依據回收粉末的種類可以進行調整。例如：鎳合金粉末使用氮氣，鈦合金粉末使用氬氣等。

請一併參考圖2、圖4A及圖4B。本發明一實施例中，氣動模組30包括文氏管粉末噴射器31(Venturi Powder Ejector)及氣體供應裝置32。本發明一實施例中，文氏管粉末噴射器31包括進氣段311、入粉段312及文式管313。進氣段311的二端設置有進氣口3111及噴嘴3112，進氣口3111連接氣體供應裝置32，噴嘴3112連接入粉段312，由於噴嘴3112所形成的靜壓降低而在入粉段312內形成具有負壓的吸粉室3122，換言之，吸粉室3122內是負壓區域，這使得回收粉末可以更有效率的由入粉口3121被吸入。入粉口3121位於吸粉室3122的上方並且連接於轉動輸出管22，用以接收從貯槽21所輸出的回收粉末。文氏管313的一端連接於入粉段312的吸粉室3122，另一端連接於輸送管道40。氣體供應裝置32從進氣口3111提供保護氣體並且自噴嘴3112吹向吸粉室3122，回收粉末從轉動輸出管22進入入粉口3121，回收粉末與保護氣體在吸粉室3122 內混合，致使回收粉末懸浮移動於保護氣體內並經過文氏管313而從文氏管313的出粉口3131向輸送管道40輸出。本發明一實施例中，入粉口3121與進氣口3111的距離小於入粉口3121與出粉口3131的距離。本發明一實施例中，入粉段312的內徑大於進氣段311及文氏管313。本發明一實施例中，噴嘴3112的內徑小於進氣口3111。本發明一實施例中，進氣段311的內徑由進氣口3111向噴嘴3112呈現漸縮。於此，藉由保護氣體的高速波動，回收粉末和保護氣體在文氏管內部被強制均勻地混合，達到減少回收粉末沉積狀況，並且降低對回收粉末造成的磨損。本發明一實施例中，氣動模組30更包括流量控制元件33以控制保護氣體的輸出速率。

圖5A係為習用粉末噴射器氣體流場速度測試結果圖。圖5B係為本發明一實施例之文氏管粉末噴射器氣體流場速度測試結果圖。圖5C係為習用粉末噴射器顆粒混合軌跡測試結果圖。圖5D係為本發明一實施例之文氏管粉末噴射器顆粒混合軌跡測試結果圖。請一併參考圖4B及圖5，本發明一實施例中，文氏管313的入粉端角度31b可以是25~35度，較佳地可為27.5度；文氏管313的出粉端角度31a可是1~7度，較佳地可為5.0度；文氏管313包括喉部3132，喉部3132的最小內直徑可以為28mm，而文氏管313的出粉口內直徑大於28mm；文氏管313的喉部長度可以為65mm；文氏管粉末噴射器31的進氣段311最大內直徑可以為25mm；文氏管粉末噴射器31的入 粉口3121的內直徑可以為50mm；文氏管粉末噴射器31的入粉口3121與進氣段311靠近噴嘴3112的外管壁的夾角31c為30.0度。於此，依據上述角度與尺寸製成的本發明實施例之文氏管粉末噴射器31，量測其氣體流場與顆粒分佈狀態如圖5A到5D所示。由圖5A為習知喉管的氣體流場狀態圖，由圖中顏色深淺分佈不均的狀態可知，其氣體流場的均勻度低。圖5B為本發明實施例之文氏管粉末噴射器31的氣體流場狀態圖，由圖中顏色深淺分佈均勻，尤其是最窄的喉部顏色深並且均勻的狀態可知，其氣體流場的均勻度高並且流速快。由圖5C為習知的喉管的顆粒分佈狀態圖，由圖中顆粒分佈可知，其顆粒分佈不均，大多數的顆粒沉積在管的底部。而由圖5D為本發明實施例的文氏管粉末噴射器31的顆粒分佈狀態圖，可知，顆粒分佈均勻散布在整個管體內部。藉由角度與管長調整以改善保護氣體流場的均勻性及提高回收粉末與保護氣體的混合程度。

本發明一實施例中，該粉末回收系統進一步包括篩分模組60，篩分模組60設置於輸送管道40及供粉槽81之間，自輸送管道40接收回收粉末，依據篩分標準區分回收粉末為至少二種。本發明一實施例中，篩分標準可以為為63μm。舉例而言，符合篩分標準(也就是小於63μm)的回收粉末進入回收粉貯槽50以便再次回收使用，不符合篩分標準的回收粉未由另一管道離開粉末回收系統。

請再次參閱圖1，本發明之一實施例中，可進一步包括有篩分模組60，其包括篩網61、震動裝置62、超音波震動裝置63及廢棄粉貯槽64。本發明一實施例中，震動裝置62位於篩分模組60的下方，於此，震動裝置62可以利用震動馬達提供震動以達到有效的篩分回收粉末。本發明一實施例中，超音波震動裝置63連接於篩網61，以使篩網61產生超音波震動頻率，進一步提升篩分效率。由輸送管道40接收的回收粉末中的一部分通過篩網61進入回收粉貯槽50，另一部分的回收粉末未通過篩網61而進入廢棄粉貯槽64。本發明一實施例中，粉末回收系統可以輸送顆粒微小的回收粉末(例如：回收粉末的粒徑在10μm~80μm之間)，故而篩網61可能產生卡粉、堵塞等等情形，篩網61搭配超音波震動，可以防止篩網61堵塞並增加篩分效率。

本發明一實施例中，粉末回收系統包括排氣模組包括濾網及脈衝噴氣裝置，定時以高壓氣體脈衝噴除濾網上的卡粉。本發明一實施例中，濾網為曲折式濾網，以增加過濾面積。本發明一實施例中，濾網為5μm濾網。

本發明一實施例中，粉末回收系統包括回收模組中包括有混合模組70，混合模組70包括回收料入口71、新料入口72、秤重裝置73及混合裝置74。回收料入口71設置於回收粉貯槽50與秤重裝置73之間，回收粉貯槽50內貯放的符合篩分標準的回收粉末經由回收料入口71進入秤重裝置73。秤重裝 置73連接於混合裝置74，秤重裝置73用以提取適當重量的回收粉末。新料入口72連接於混合裝置74，藉以將適當份量的新粉末加入混合裝置。本發明一實施例中，新料入口72與混合裝置74之間也可以設置有另一秤重裝置73。混合裝置用以將回收粉末與新粉末充份混合之後，提供回收使用。由於不同批次回收粉末的堆積密度不一定相同，傳統以體積來控制配量並不精準，改以秤重裝置控制配量可以提升每次新粉末與回收粉末的比例的精準度。本發明一實施例中，回收粉末與新粉未的比例可以為1：1。

藉此，本發明係提供一種粉末回收系統及應用於該系統的重量定量模組，係以氣動式設計輸送積層製造設備於加工後剩餘的粉末材料，並提供篩分功能以篩選出可直接回收再利用的粉末與不符加工標準的廢棄粉末，達到節省積層製造粉末材料用量、提高產能與降低成本的功效。本發明利用重量定量模組來自動控制回收粉末的速率，免除傳統技術需以人工觀察控制的缺點。本發明同時具有防止粉末堆積、堵塞回收系統的機制，可長時間可靠地回收積層製造加工後的粉末材料，並且亦可用於其他粉末加工產業的回收設備，具有高運用彈性。

上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上 述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

Claims (15)

1. 一種粉末回收系統，係包括：一餘料槽，係供容置一回收粉末；一重量定量模組，係包括一貯槽及一轉動輸出管，該貯槽接收該回收粉末，該轉動輸出管連通該貯槽以輸出該回收粉末，該重量定量模組係依據該貯槽的重量變化控制該轉動輸出管之轉動速度，進而控制輸出該回收粉末的質量流率；一氣動模組，係致使該回收粉末懸浮移動；一輸送管道，係連通該氣動模組，供該回收粉末於該輸送管道內懸浮移動；一回收模組，係連通於該輸送管道以接收該回收粉末，並篩分該回收粉末後，提供一新料粉末與該回收粉末混合，以及一供粉槽，係連通於該回收模組以接收該回收粉末及該新料粉末。
2. 如請求項1所述之粉末回收系統，其中該重量定量模組更包括一閥門及一重量感測元件，該閥門設置於餘料槽與該貯槽之間，該轉動輸出管連通於該貯槽的底部，該重量感測元件量測該貯槽的重量變化，藉以控制該轉動輸出管的轉動速度。
3. 如請求項2所述之粉末回收系統，其中該重量感測元件量測該貯槽的重量變化以控制該閥門的開啟或閉合。
4. 如請求項2所述之粉末回收系統，其中該氣動模組包括一文氏管粉末噴射器及一氣體供應裝置，該文氏管粉末噴射器包括一進氣段、一入粉段及一文氏管，該入粉段設置於該進氣段與該文氏管之間，該進氣段連接該氣體供應裝置，該入粉段連接於該轉動輸出管，該文氏管連接該輸送管道，該氣體供應裝置從該進氣段的一進氣口提供一保護氣體，該回收粉末從該轉動輸出管進入該入粉段，致使該回收粉末懸浮移動於該保護氣體內並從該文氏管的一出粉口輸出。
5. 如請求項4所述之粉末回收系統，其中該文氏管粉末噴射器的一入粉端角度為25~35度，該文氏管的一出粉端角度為1~7度。
6. 如請求項5所述之粉末回收系統，其中該文氏管粉末噴射器的入粉端角度為27.5度，該文氏管的出粉端角度為5度。
7. 如請求項2所述之粉末回收系統，其中該轉動輸出管包括一密封外管及一轉動內管，該密封外管包覆該轉動內管及該入粉口，該轉動內管包括一連接端的一開口端，該連接端連通於該貯槽的底部，該開口端設置於該入粉口的上方。
8. 如請求項7所述之粉末回收系統，其中該轉動內管包括複數入料孔、一連接端及一開口端，該連接端位於該貯槽的內部，該些入料孔設置於該轉動內管接近該連接端的表面。
9. 如請求項2所述之粉末回收系統，其中該餘料槽包括一出料漏斗筒及至少一噴氣頭，該噴氣頭設置於該出料漏斗筒的一筒壁上，該噴氣頭與該筒壁之間具有一夾角。
10. 如請求項9所述之粉末回收系統，其中該噴氣頭的數量為四個。
11. 如請求項2所述之粉末回收系統，其中該回收模組包括一篩分模組，該篩分模組由該輸送管道接收該回收粉末，依據一篩分標準篩區分該回收粉末為至少二種。
12. 如請求項11所述之粉末回收系統，其中該篩分模組包括一篩網、一震動裝置、一超音波震動裝置及一廢棄粉貯槽，該震動裝置與該超音波震動裝置連接於該篩網，由該輸送管道接收的該回收粉末中的一部分通過該篩網進入該回收粉貯槽，另一部分的該回收粉末未通過該篩網而進入該廢棄粉貯槽。
13. 如請求項12所述之粉末回收系統，其中該回收模組更包括一混合模組，該混合模組連接該回收粉貯槽接收該回收粉末，並混合該新料粉末與該回收粉末。
14. 如請求項13所述之粉末回收系統，其中該混合模組包括一回收料入口、一新料入口、一秤重裝置及一混合裝置， 該回收料入口連接於該回收粉貯槽與該秤重裝置，該秤重裝置連接於該混合裝置，該新料入口連接於該混合裝置。
15. 一種重量定量模組，包括：一貯槽；一閥門，設置於該貯槽的頂部；一重量感測元件，設置於該貯槽的一底部；一轉動輸出管，連通於該貯槽的靠近該底部的一底面；其中，該重量感測元件量測該貯槽的重量變化，以控制該閥門及該轉動輸出管。