[发明专利]一种3D打印用细粒径球形粉末的快速规模化制备方法

说明书

本发明涉及一种3D打印用细粒径球形粉末的快速规模化制备方法，属于球形粉体材料的制备技术领域。该方法包括以下步骤：步骤1：获取需求粒度范围的粉末或者利用振动筛筛分已有粉末得到所需粒度范围的粉末；步骤2：调节参数得到稳定运行的等离子体；步骤3：利用连续送粉装置将步骤1中的粉末送入等离子体；步骤4：利用高温等离子体熔化粉末，熔化的液滴在表面张力作用下形成球，球形液滴在分散气体和重力作用下迅速冷却、降落，最终在收集器内得到用于3D打印的球形细粒径粉末。该方法可以快速规模化生产流动性好、杂质含量少、球化率高、球形度好以及产率高的细粒径粉末，满足3D打印以及喷涂等行业的要求。

技术领域

本发明属于球形粉体材料的制备技术领域，涉及一种3D打印用细粒径球形粉末的快速规模化制备方法。

背景技术

3D打印技术又称为增材制造技术，是一种绿色化、智能化的制造技术，被誉为“第三次工业革命”的载体之一。与传统的减材、等材的加工方式相比，3D打印技术具有快速灵活、节约材料、个性化定制的优点，对于高熔点、传统难加工材料的复杂形状零部件加工具有十分明显的优势。目前，高性能的材料是制约3D打印技术发展和应用的关键因素之一，决定了最终打印件的性能及精度。

目前，用于3D打印的粉体材料的制备方法主要包括雾化法、等离子体旋转电极法等方法。这些方法主要以棒材或者丝材作为原材料，在高温时使材料熔化，然后通过离心力或者气体吹散液体，得到球形粉末。这些方法由于自身条件的限制，所得到的球形粉末的粒度偏大、粒径分布不均匀，细粒度粉末的收得率较低。因此，提供一种高效生产球形细颗粒3D打印粉末的方法十分重要。

等离子体球化技术是利用高温等离子体熔化粉末，熔化的粉末在表面张力的作用下形成球形，球形液滴在重力和分散气体的作用下骤冷降落，最终在收集器内得到球形粉末。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种3D打印用细粒径球形粉末的快速规模化制备方法，该方法可以快速规模化生产流动性好、杂质含量少、球化率高、球形度好以及产率高的细粒径粉末，满足3D打印以及喷涂等行业的要求。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种3D打印用细粒径球形粉末的快速规模化制备方法，包括以下步骤：

步骤1：获取需求粒度范围的粉末或者利用振动筛筛分已有粉末得到所需粒度范围的粉末，所述的粉末包括但不限于钨粉、不锈钢粉末、镍基合金粉末、模具钢粉末、钛合金粉末、氧化镁等粉末；

步骤2：调节参数得到稳定运行的等离子体；

步骤3：利用连续送粉装置将步骤1中的粉末送入等离子体，该装置底部为与控制器相连的振动送粉器，装置顶部为可以连续填料、抽真空而不影响等离子体粉末球化过程的过渡仓；

步骤4：利用高温等离子体熔化粉末，熔化的液滴在表面张力作用下形成球，球形液滴在分散气体和重力作用下迅速冷却、降落，最终在收集器内得到用于3D打印的球形细粒径粉末。

进一步，步骤1中所述的粉末包括但不限于钨粉、不锈钢粉末、镍基合金粉末、模具钢粉末、钛合金粉末、氧化镁等粉末。

进一步，所述步骤1中的振动筛为150目，或者获取小于150目的原始粉末。

进一步，步骤2中等离子体稳定运行的条件为，等离子气体总流速为50～100slpm，等离子体功率为20～50kW，保护气体流速为0～50slpm，反应器内压力为7～16psia。

进一步，步骤4中载气和分散气体总流速为1～30slpm，粉末流出位置与等离子体中心位置距离为0～50mm，粉末流量为0.5～9Kg/h。