用于激光粉末床熔融增材制造的一站式粉末循环回收装置

1.本实用新型涉及增材制造3d打印设备技术领域，尤其是涉及一种用于激光粉末床熔融增材制造的一站式粉末循环回收装置。


背景技术：

2.增材制造(additive manufacturing，am)又称3d打印，是一种"自下而上"通过材料累加的制造方法，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术，这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。
3.目前，激光选区熔化技术(slm)因其成型精度高、力学性能优良等特点，广泛应用于航空航天、医疗生物、军工武器等各行各业。在激光选区熔化成型过程中，粉末的循环处理非常重要，合理的粉末循环不仅能提高材料的利用率，还能提交安全性，当飞扬在成型主机的成型仓室内的粉末达到一定密度后，一旦成型主机的成型仓室内出现静电或火花等就会引起粉尘爆炸。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种用于激光粉末床熔融增材制造的一站式粉末循环回收装置，提高粉末利用率，提高安全性。
5.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：用于激光粉末床熔融增材制造的一站式粉末循环回收装置，包括成型主机、供料装置和自动控制电路，成型主机设置有成型仓室，在成型主机的成型仓室的上部安装有用于输送供应粉末的粉仓和供料装置，粉仓连接供料装置的入料接口，供料装置的出料接口连通成型仓室，包括粉末回收筛分装置、自动清粉装置和真空负压防爆管路；
6.成型仓室内设置有溢粉收集器和移动式的替换使用的粉缸，
7.粉末回收筛分装置设置有真空输送机、振动筛和储粉桶，
8.真空输送机，真空输送机的吸粉接口通过真空负压防爆管路连接溢粉收集器，用于产生负压并将成型仓室内的粉末吸附至振动筛，真空输送机电连接于自动控制电路，
9.振动筛，设置在真空输送机的一侧或下方，振动筛电连接于自动控制电路，
10.储粉桶，设置在振动筛的一侧或下方，用于接收经过振动筛筛选的粉末并临时性存储该粉末的储粉桶，储粉桶的出粉接口连接供料装置的入料接口；
11.自动清粉装置设置有用于容纳粉缸的手套箱、振粉机和吸粉器，吸粉器连接粉末回收筛分装置，振粉机和吸粉器分别电连接于自动控制电路。
12.进一步的技术方案中，所述粉仓内设置有碳杆式粉量传感器，所述供料装置安装有真空发生器，真空发生器连接储粉桶的出粉接口，真空发生器和碳杆式粉量传感器电连接于自动控制电路，用于实时监测粉仓内的剩余粉量并在粉仓内的剩余粉量达到最小警戒值时自动启动真空发生器将储粉桶中经过筛分的粉末按需自动输送至成型主机的粉仓。
13.进一步的技术方案中，所述振动筛安装有用于产生超生波并将超声法传导至振动筛的超声波清网装置，超声波清网装置电连接于自动控制电路。用于实时破坏筛网表面张力并避免细微粉末吸附于振动筛。
14.进一步的技术方案中，所述振粉机设置有用于喷吹高压惰性气流的的高压惰性气流循环机构，高压惰性气流循环机构连接自动控制电路。
15.进一步的技术方案中，所述吸粉器和振粉机分别安装于手套箱，吸粉器连接真空输送机。
16.本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：本实用新型通过粉末回收筛分装置、自动清粉装置和真空负压防爆管路循环使用粉末，提高粉末利用率，提高安全性，有效避免粉末出现粉尘爆炸。
17.本实用新型提出的用于激光粉末床熔融增材制造的一站式粉末循环回收装置，通过高频振动和高压惰性气流喷吹循环，实现slm零件内部等结构填充粉末自动清除，通过自动清粉、粉末循环、粉缸更换等单元模块的高度集成设计，搭建自动化的粉末后处理设备，实现完全自动化的全流程一站式粉末循环回收。提高设备的可靠性、安全性和自动化水平。
附图说明
18.图1是本实用新型的结构示意图。
19.图2是本实用新型的粉末循环回收示意图。
20.图中标记：
21.1、成型主机，
22.2、溢粉收集器，
23.3、粉仓，
24.4、供料装置，
25.5、粉末回收筛分装置，
26.6、真空输送机，
27.7、振动筛，
28.8、储粉桶，
29.9、真空负压防爆管路，
30.10、自动清粉装置，
31.11、手套箱，
32.12、振粉机，
33.13、吸粉器，
34.14、粉缸，
35.15、零件，
36.16、后处理设备。
具体实施方式
37.用于激光粉末床熔融增材制造的一站式粉末循环回收装置，是一种基于激光粉末床熔融增材制造设备的一站式粉末循环回收系统，主要包括粉末回收与筛分、输送、供料、
清粉等单元模块，通过各单元模块的集成设计，实现完全自动化的全流程一站式粉末循环回收。
38.用于激光粉末床熔融增材制造的一站式粉末循环回收装置，图1和2所示，包括成型主机1、供料装置4和自动控制电路，成型主机1设置有成型仓室，在成型主机1的成型仓室的上部安装有用于输送供应粉末的粉仓3和供料装置4，粉仓3固定在成型主机1的顶部，粉仓3通过供料装置4与粉末回收筛分装置5连接。具体的，粉仓3连接供料装置4的入料接口，供料装置4的出料接口连通成型仓室，包括粉末回收筛分装置5、自动清粉装置10和真空负压防爆管路9。所有的粉末输送均在真空负压防爆管路9中进行输送，防止粉末材料被氧化影响打印性能，同时采用真空负压防爆管路输送避免粉末在密闭空间中产生爆炸现象。
39.粉末回收筛分装置5主要是将成型主机1的溢粉收集器2中的粉末，在真空输送机6的负压带动作用下通过真空负压防爆管路9输送至振动筛7进行筛分，并将筛分后的粉末装入储粉桶8。
40.目标零件在成型主机1的成型仓室中进行打印，每一层铺粉工序中多余的粉末自动进入溢粉收集器2中，在零件完成打印后，自动控制电路控制真空输送机6将溢粉收集器2中的粉末通过防爆管路9输送至粉末回收筛分装置5中进行处理，真空输送机6启动后产生负压将粉末吸附至振动筛7进行筛分，经振动筛7筛分后进入储粉桶8中，进行临时性存储。
41.具体的，成型仓室内设置有溢粉收集器2和粉缸14，粉末回收筛分装置5设置有真空输送机6、振动筛7和储粉桶8，真空输送机6，真空输送机6的吸粉接口通过真空负压防爆管路9连接溢粉收集器2，用于产生负压并将成型仓室内的粉末吸附至振动筛7，真空输送机6电连接于自动控制电路，
42.振动筛7，设置在真空输送机6的一侧或下方，振动筛7电连接于自动控制电路，振动筛7安装有超声波清网装置，超声波清网装置电连接于自动控制电路，用于实时破坏筛网表面张力并避免细微粉末吸附于振动筛7，具体的，振动筛7通过超声波清网装置产生超声波并将超生波并传导至振动筛7的筛网，破坏筛网的表面张力，避免细微粉末吸附在振动筛7的筛网，降低筛网的网孔的堵塞几率，促使细粉过网，从而达到筛分细粉或易吸附粉末的目的。
43.成型主机1内配置移动式的可以更换使用的粉缸14，在零件完成打印后自动清粉装置10将粉缸14整体移出并运送到手套箱11中，并自动完成粉缸14内的粉末清理、零件清理和粉缸清理，最后将清理干净的粉缸14输送至成型主机继续使用。
44.储粉桶8，设置在振动筛7的一侧或下方，用于接收经过振动筛7筛选的粉末并临时性存储该粉末的储粉桶8，储粉桶8的出粉接口连接供料装置4的入料接口；
45.自动清粉装置10设置有用于容纳粉缸14的手套箱11、振粉机12和吸粉器13，吸粉器13连接粉末回收筛分装置5，振粉机12和吸粉器13分别电连接于自动控制电路。自动清粉装置10配置手套箱11、振粉机12和吸粉器13等功能模块，通过高频振动和高压惰性气流喷吹循环，实现打印零件内部空腔、管路、孔洞等结构填充的粉末自动清除，特别对于结构复杂多样、管路弯曲缠绕、内部孔洞细小且多盲孔等传统方式下残留粉末清除难度非常大的零件，可提高90％以上工作效率。
46.吸粉器13和振粉机12分别安装于手套箱11，吸粉器13连接真空输送机6。振粉机12设置有用于喷吹高压惰性气流的的高压惰性气流循环机构，高压惰性气流循环机构连接自
动控制电路。
47.粉仓3内设置有碳杆式粉量传感器，供料装置4安装有真空发生器，真空发生器连接储粉桶8的出粉接口，真空发生器和碳杆式粉量传感器电连接于自动控制电路，通过碳杆式粉量传感器实时监测粉仓3内的剩余粉量，并在粉仓3内的剩余粉量达到最小警戒值时通过自动控制电路自动启动真空发生器，将储粉桶8中经过筛分的粉末按需自动输送至成型主机1的粉仓3。
48.自动清粉装置10完成粉末清粉工作后，掉落的粉末在吸粉器13的带动下进入粉末回收筛分装置5进行处理后循环利用。整个粉末循环、回收流转环节完全封闭，且粉末一直处于惰性气体保护氛围下，避免粉末飞散进入周围环境影响人体健康，同时保护粉末不被氧化，防燃防爆，安全可靠。打印零件移出后进入后处理设备16，完成零件热处理、切割、去支撑、清洗、喷砂等工作。
49.本实用新型提出的用于激光粉末床熔融增材制造的一站式粉末循环回收装置，通过高频振动和高压惰性气流喷吹循环，实现slm零件内部等结构填充粉末自动清除，通过自动清粉、粉末循环、粉缸更换等单元模块的高度集成设计，搭建自动化的粉末后处理设备16，实现完全自动化的全流程一站式粉末循环回收。提高设备的可靠性、安全性和自动化水平。
50.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。