[发明专利]一种制造3D金属粉材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属粉材加工技术领域，特别是涉及一种制造3D金属粉材的方法。

背景技术

目前3D金属粉材的制造技术主要为将块状原料放入熔炉，熔化为液态，通过加压使液体通过导流细管引入雾化喷嘴，惰性高压氩气喷吹导管引入的液态金属产生雾化效果，从而得到雾化的金属颗粒。其存在以下技术问题：熔炉熔化金属块状原料时间长、能耗高；一旦加热源中断，液态金属固化无法清理；转换材料品种工序复杂，需更换坩埚；无法实现现场与金属3D打印机的直连。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种制造3D金属粉材的方法。

本发明提供一种制造3D金属粉材的方法，其包括如下步骤：

步骤1)、装置组装：

将送丝机与多枪位及送丝合成馈入机构的上接口密封连接；多枪位送丝合成馈入机构包括若干把等离子焊枪，若干把等离子焊枪沿环形等间隔设置，若干把等离子焊枪的枪口中心线交点为功率集中点；送丝口沿竖直方向与所述功率集中点位置相对应；

将等离子焊枪源与若干把等离子焊枪的枪尾接口密封连接；等离子焊枪源设置有电源和气源接口；

将罐体的上口以平口法兰与多枪位及送丝合成馈入机构的底部对接，并采用硅胶垫密封；罐体上设置有观察窗；将集粉盒与罐体的下口密封连接；

将氩气环境气体缓冲罐的左端与罐体之间法兰连接并采用硅胶垫密封，右端与氩气回收冷却加压系统之间通过压力管道焊接，下端与氩气背景再建立泵通过手动截止阀和压力管道连接；

将氩气回收冷却加压系统与等离子焊枪源的气源接口通过密封管路连接；

将补气钢瓶通过手动截止阀、减压阀和压力管道与氩气回收冷却加压系统相连；

将水冷循环系统与多枪位及送丝合成馈入机构，氩气环境气体缓冲罐，集粉盒和罐体相连；

步骤2)、开机加工：

将送丝机上的原料丝头插入多枪位及送丝合成馈入机构上接口；系统供电后，启动水冷循环系统，使整系同处于被冷却状态；启动氩气背景再建立泵为系统背景排杂质气体后，关闭氩气背景再建立泵；开启氩气回收冷却加压系统，通过气路为系统罐体提供动态气体流和基础压力，同时开补气钢瓶为系统补充气体至氩气回收冷却加压系统的出口压力达到预设值，关闭补气钢瓶；启动等离子焊枪源并调节电源使电流平衡，调节各枪气压平衡；启动送丝机；从罐体上的观察窗观察喷射出的桔红色喷射光线均匀度，稳定即可，开启集粉盒，收集3D金属粉材。

进一步地，所述多枪位及送丝合成馈入机构包括：三把等离子焊枪，所述三把等离子焊枪沿环形等间隔120°设置，枪口向下，与水平方向呈60°夹角，三把等离子焊枪的枪口中心线交点为功率集中点。

进一步地，所述集粉盒为带法兰锁紧密封的抽屉式筛选池，其内置多层滤网振动式筛分器，上端与所述下罐体法兰连接，采用硅胶垫密封，并设置有手动泄压阀。

进一步地，送丝机的送丝速度设置为90～110mm/min。

进一步地，所述等离子焊枪的枪口出口压力为0.3～0.5MPa；枪逆变电源电压为DC112V；单枪电流为55～65A。

进一步地，所述水冷循环系统的冷却水温度为20～25℃，压力为3～5MPa，流速为40～70升/min。

进一步地，氩气回收冷却加压系统的出口压力的预设值为0.4～0.6MPa。

进一步地，所述开机加工的工序中，启动氩气背景再建立泵为系统背景排杂质气体3～6分钟后，再关闭氩气背景再建立泵。

本发明提供一种制造3D金属粉材的方法，该方法采用等离子焊枪，等离子焊枪枪口温度可达8000℃，足以熔化各种金属；保护气体是氩气，又保证了原料的纯度；气体喷吹的方式契合雾化所需条件；多枪形成定向可控的稳定喷吹方向；自动走丝中心馈入方式提供稳定可控的原料输送；即开即用，即停即走，随时快速更换原材料。采用该方法极大简化了金属3D粉的制造方式，真正实现了即开即用，即关即走，方便灵活地随时更换原材料，紧凑灵活的组成方式可真正实现与金属3D打印设备的同室及无缝供料。

附图说明

图1为本发明提供的一种制造3D金属粉材的方法中装置组装后的结构示意图。

附图标记说明：

1-送丝机

2-等离子焊枪源

3-多枪位及送丝合成馈入机构

4-水冷循环系统

5-氩气环境气体缓冲罐

6-氩气回收冷却加压系统

7-氩气背景再建立泵

8-集粉盒

9-罐体