TWI737947B

TWI737947B - 積層金屬粉末回收裝置

Info

Publication number: TWI737947B
Application number: TW107142996A
Authority: TW
Inventors: 吳睿紘; 蔡孟修; 李映諴
Original assignee: 財團法人金屬工業研究發展中心
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2021-09-01
Also published as: TW202021816A

Abstract

一種積層金屬粉末回收裝置，用以解決習知金屬粉末未能有效回收而造成浪費的問題。係包含：一殼座，具有一噴頭位於一作業腔室內，該噴頭朝向一金屬工件；一吹送模組，具有一艙體及一風機，該風機鄰近該艙體的一封閉端，該風機之氣流輸入該艙體內；一輸送組件，具有一第一輸送管及一第二輸送管，該第一輸送管連通該殼座與該艙體，該第二輸送管連通該艙體與一轉接件；及一收集組件，具有一第一收集槽及一第二收集槽，該第一收集槽對位於該艙體的一開口端下方，該第二收集槽對位於該轉接件的一出口下方。

Description

積層金屬粉末回收裝置

本發明係關於一種回收裝置，尤其是一種積層金屬粉末回收裝置。

金屬粉末可作為冶金之材料，亦可直接予以應用，故所應用之領域相當廣泛，從普遍之生活用品至科技產業、交通產品及航空太空等技術領域，甚至於可應用於積層製造（Additive Manufacturing, AM）之領域；而在現有的積層製造技術中，電子束金屬積層製造技術是以金屬為積層製造基礎的核心，並採用聚焦電子束能量熔合細微的金屬粉末，以形成一金屬工件，再將該金屬工件的表面經由噴砂處理，以移除該金屬工件表面殘存的金屬粉末及/或已燒結的結塊金屬毛邊，期可將該金屬工件作為直接組裝於機器之零件或其他用途。

然而，該金屬工件經由噴砂處理而剝落一些金屬粉末和其他毛邊，且大多是直接將金屬粉末和其他毛邊丟棄，由於金屬粉末價格昂貴，若未能進行有效的篩選、回收，則造成金屬粉末的浪費。

有鑑於此，習知的金屬粉末處理方式確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種積層金屬粉末回收裝置，係可以將可回收再利用的金屬粉末及不可回收再利用的毛邊顆粒篩選分離，以便可以將金屬粉末加以回收利用，以達到節省成本者。

本發明的次一目的是提供一種積層金屬粉末回收裝置，係可以提升收集順暢性者。

本發明的又一目的是提供一種積層金屬粉末回收裝置，係可以提升使用便利性者。

本發明全文所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上（頂）」、「下（底）」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明全文所述「結合」、「組合」或「組裝」等近似用語，主要包含連接後仍可不破壞構件地分離，或是連接後使構件不可分離等型態，係本領域中具有通常知識者可以依據欲相連之構件材質或組裝需求予以選擇者。

本發明的積層金屬粉末回收裝置，包含：一殼座，具有一噴頭位於一作業腔室內，該噴頭朝向一金屬工件；一吹送模組，具有一艙體及一風機，該風機鄰近該艙體的一封閉端，該風機之氣流輸入該艙體內；一輸送組件，具有一第一輸送管及一第二輸送管，該第一輸送管連通該殼座與該艙體，該第二輸送管連通該艙體與一轉接件；及一收集組件，具有一第一收集槽及一第二收集槽，該第一收集槽對位於該艙體的一開口端下方，該第二收集槽對位於該轉接件的一出口下方。

據此，本發明的積層金屬粉末回收裝置，利用該風機的旋風氣流輸入該艙體內，而可以將可回收再利用的金屬粉末及不可回收再利用的毛邊顆粒篩選分離，並分別藉由該第一收集槽及一第二收集槽收集，以便可以將金屬粉末加以回收利用，藉此，係可以具有節省成本功效。

其中，該作業腔室內具有一平台，該平台鄰近該噴頭。如此，該平台用以供該金屬工件放置定位，具有提升作業順暢度的功效。

其中，該艙體的開口端係形成徑縮。如此，確保數個毛邊顆粒可以落入該第一收集槽，具有提升收集便利性的功效。

其中，該開口端位於該封閉端下方。如此，確保數個毛邊顆粒可以由該封閉端往該開口端移動並落入該第一收集槽，具有提升收集順暢性的功效。

其中，該噴頭係用以噴灑一工作粉末，用以移除該金屬工件表面的殘存粉末及/或已燒結的結塊毛邊。如此，係具有可以對該金屬工件的外表面進行清潔作業的功效。

其中，該工作粉末是收集自使用於積層製程中未燒結的金屬粉末，其與該金屬工件之材質相同。如此，係具有可以節省成本功效。

其中，該風機具有一風道，該風機係傾斜連接於該艙體，使該風道與該艙體的側壁具有一鈍角。如此，進入該艙體內的氣流可以形成向下旋轉的風力，具有使數個金屬粉末容易由側向輸入該第二輸送管的功效。

其中，該輸送組件具有一第三輸送管，該第三輸送管連接於該殼座與該轉接件之間，一抽風機位於該第三輸送管與該殼座之連接處。如此，該數個金屬粉末係可以直接回流供該殼座的噴頭使用，具有提升使用便利性的功效。

其中，該抽風機所抽引的氣流會流向該作業腔室，對該工作粉末、該殘存粉末以及該毛邊皆能產生一向上推升的作用。如此，具有能產生一完整的流動循環的功效。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第1圖所示，其係本發明積層金屬粉末回收裝置的一較佳實施例，係包含一殼座1、一吹送模組2、一輸送組件3及一收集組件4，該吹送模組2位於該殼座1一側，該輸送組件3連通該殼座1與該吹送模組2，該收集組件4位於該吹送模組2與該輸送組件3下方。

該殼座1具有一作業腔室S，該殼座1係可以為各種幾何形狀，本發明中不予限制，在本實施例中，該殼座1係以四邊型予以說明。此外，該殼座1具有一噴頭11位於該作業腔室S內，該噴頭11朝向一金屬工件W，使該噴頭11可以朝該金屬工件W的外表面噴灑出工作粉末。此外，為提升作業的順暢，該作業腔室S內還可以具有一平台12，該平台12用以供該金屬工件W放置定位。

請參照第1、2圖所示，該吹送模組2具有一艙體21連通該殼座1，該艙體21較佳係形成長條管狀，該艙體21可以具有一封閉端21a及一開口端21b，該封閉端21a位於該殼座1一側，該開口端21b則位於該封閉端21a下方，且該開口端21b較佳係形成徑縮。該吹送模組2還具有一風機22，該風機22可以選擇為鼓風式風扇，該風機22鄰近該艙體21的封閉端21a，該風機22可以具有一風道221，該風機22較佳係傾斜連接於該艙體21，使該風道221與該艙體21的側壁211可以具有一鈍角θ，使該風機22之氣流可以經由該風道221成向下傾斜進入該艙體21內，使進入該艙體21內的氣流可以形成向下旋轉的風力(如第1圖虛線所示)。

該輸送組件3具有一第一輸送管31及一第二輸送管32，該第一輸送管31鄰近該艙體21的封閉端21a，該第二輸送管32鄰近該艙體21的開口端21b。詳言之，該第一輸送管31連接於該殼座1與該艙體21之間，使該殼座1與該艙體21可以相連通。該第二輸送管32則連接於該艙體21與一轉接件33之間，使該艙體21與該轉接件33可以相連通，該轉接件33底部可以具有一出口331，該轉接件33的態樣本發明不加以限制，在本實施例中，該轉接件33係形成漏斗狀。

請參照第1圖所示，此外，該輸送組件3還可以具有一第三輸送管34，該第三輸送管34連接於該殼座1與該轉接件33之間，使該作業腔室S與該轉接件33可以相連通，一抽風機F可以位於該第三輸送管34與該殼座1之連接處。

該收集組件4具有一第一收集槽41及一第二收集槽42，該第一收集槽41對位於該艙體21的開口端21b下方，該第二收集槽42對位於該轉接件33的出口331下方，該第一收集槽41與該第二收集槽42的外表形狀及大小，係以可放置金屬粉末為原則，該第一收集槽41與該第二收集槽42可以為任何形式及態樣，本發明不加以限制。

請參照第1、2圖所示，據由前述結構，將該金屬工件W放置於該殼座1的平台12，該噴頭11朝該金屬工件W噴灑出工作粉末，以對該金屬工件W的外表面進行清潔作業（即移除該金屬工件W表面的殘存粉末及/或已燒結的結塊毛邊）。其中，該工作粉末是收集自使用於積層製程中未燒結的金屬粉末，其與該金屬工件W之材質相同。該噴頭11噴灑出的工作粉末與該金屬工件W外表面剝落的殘存粉末或已燒結的毛邊相混合，而形成重量較大的數個毛邊顆粒M1與重量較小的數個金屬粉末M2，該數個毛邊顆粒M1與該數個金屬粉末M2將受該風機22的風壓影響而被引拉，並經由該第一輸送管31進入該艙體21。

此時，該數個毛邊顆粒M1因重量較大而容易直接向下落入該第一收集槽41，另外，藉由進入該艙體21內的氣流形成向下旋轉的風力並沿著該艙體21內壁(如第2圖該艙體21內的箭頭所示)，使重量較小的該數個金屬粉末M2可以隨著旋轉的氣流而移動，進而使該數個金屬粉末M2容易由側向輸入該第二輸送管32，並且在該轉接件33經由該出口331落入該第二收集槽42，該第二收集槽42所收集的數個金屬粉末M2係可以再回收供該殼座1的噴頭11使用，藉此，係可以達到篩選、回收再使用的需求，係具有可以節省成本的功效。

由於該第三輸送管34連接於該殼座1與該轉接件33之間，且該抽風機F位於該第三輸送管34與該殼座1之連接處，如此，藉由該抽風機F的抽引力量，可以抽引金屬粉末M2經由該艙體21進入該第二輸送管32，藉此，使該數個金屬粉末M2更容易由側向輸入該第二輸送管32，並且在該轉接件33經由該出口331落入該第二收集槽42。該數個金屬粉末M2係可以直接回流供該殼座1的噴頭11使用，係可以進一步提升使用便利性的功效。此外，該抽風機F所抽引的氣流會流向作業腔室S，對噴頭11所噴灑出的工作粉末、該金屬工件W外表面剝落的殘存粉末以及已燒結的毛邊皆能產生一向上推升的作用，使該些粉末與毛邊更易順著該風機22所產生氣流牽引，而經由該第一輸送管31進入該艙體21，如此能產生一完整的流動循環。

綜上所述，本發明的積層金屬粉末回收裝置，利用該風機的旋風氣流輸入該艙體內，而可以將可回收再利用的金屬粉末及不可回收再利用的毛邊顆粒篩選分離，並分別藉由該第一收集槽及一第二收集槽收集，以便可以將金屬粉末加以回收利用，藉此，係可以具有節省成本功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

﹝本發明﹞ 1:殼座 11:噴頭 12:平台 2:吹送模組 21:艙體 21a:封閉端 21b:開口端 211:側壁 22:風機 221:風道 3:輸送組件 31:第一輸送管 32:第二輸送管 33:轉接件 331:出口 34:第三輸送管 4:收集組件 41:第一收集槽 42:第二收集槽 F:抽風機 M1:毛邊顆粒 M2:金屬粉末 S:作業腔室 W:金屬工件 θ:鈍角

［第1圖］本發明一較佳實施例的組合正面圖。［第2圖］沿第1圖的A-A線剖面圖。

1:殼座

11:噴頭

12:平台

2:吹送模組

21:艙體

21a:封閉端

21b:開口端

211:側壁

22:風機

221:風道

3:輸送組件

31:第一輸送管

32:第二輸送管

33:轉接件

331:出口

34:第三輸送管

4:收集組件

41:第一收集槽

42:第二收集槽

F:抽風機

M1:毛邊顆粒

M2:金屬粉末

S:作業腔室

W:金屬工件

θ:鈍角

Claims

一種積層金屬粉末回收裝置，包含：一殼座，具有一噴頭位於一作業腔室內，該噴頭朝向一金屬工件；一吹送模組，具有一艙體及一風機，該風機鄰近該艙體的一封閉端，該風機之氣流輸入該艙體內；一輸送組件，具有一第一輸送管及一第二輸送管，該第一輸送管連通該殼座與該艙體，該第二輸送管連通該艙體與一轉接件；及一收集組件，具有一第一收集槽及一第二收集槽，該第一收集槽對位於該艙體的一開口端下方，該第二收集槽對位於該轉接件的一出口下方。
如申請專利範圍第1項所述之積層金屬粉末回收裝置，其中，該作業腔室內具有一平台，該平台鄰近該噴頭。
如申請專利範圍第1項所述之積層金屬粉末回收裝置，其中，該艙體的開口端係形成徑縮。
如申請專利範圍第1項所述之積層金屬粉末回收裝置，其中，該開口端位於該封閉端下方。
如申請專利範圍第1項所述之積層金屬粉末回收裝置，其中，該噴頭係用以噴灑一工作粉末，用以移除該金屬工件表面的殘存粉末及/或已燒結的結塊毛邊。
如申請專利範圍第5項所述之積層金屬粉末回收裝置，其中，該工作粉末是收集自使用於積層製程中未燒結的金屬粉末，其與該金屬工件之材質相同。
如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之積層金屬粉末回收裝置，其中，該風機具有一風道，該風機係傾斜連接於該艙體，使該風道與該艙體的側壁具有一鈍角。
如申請專利範圍第7項所述之積層金屬粉末回收裝置，其中，該輸送組件具有一第三輸送管，該第三輸送管連接於該殼座與該轉接件之間，一抽風機位於該第三輸送管與該殼座之連接處。
如申請專利範圍第7項所述之積層金屬粉末回收裝置，其中，該抽風機所抽引的氣流會流向該作業腔室，對該工作粉末、該殘存粉末以及該毛邊皆能產生一向上推升的作用。