[发明专利]一种自动化增材制造粉末存储装置及存储方法

说明书

本发明公开了一种自动化增材制造粉末存储装置及存储方法，所述装置包括密封箱，密封箱内设有若干个独立的箱体；每个箱体均包括真空室和氩气室，真空室和氩气室之间设有活动密封门用于隔绝气体；箱体内设有盛装金属粉末的收粉桶以及用于在真空室和氩气室之间传输收粉桶的传送带，密封箱外设有真空发生装置和用于补充氩气的气瓶，真空发生装置与各个真空室连通，气瓶与各个氩气室连通。本发明得存储装置将金属粉末贮存在氩气氛围中，降低了粉末受潮变质的风险；当提取或再次贮存金属粉末时，密封门和真空室可使氩气室与大气之间隔离，还可以有效减少氩气使用量，降低金属粉末受潮和氧化风险，保证金属粉末的干燥性、纯净性和稳定性。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，具体涉及一种自动化增材制造粉末存储装置及存储方法。

背景技术

增材制造或者3D打印技术是基于“数字建模，分层制造，逐层叠加”原理，以粉末或者丝材为原料，通过数字软件将结构分成许多薄层，利用高能量密度的激光束或者电子束熔敷并逐层堆积成近净成型结构的先进制造方法。与传统的锻造和铸造相比，增材制造具有材料利用率高、设计自由度大、能量消耗低、生产周期短以及绿色环保等特点，被誉为“第三次工业革命”的重要标志。作为增材制造的原材料，工程中常见的金属粉末包括钛合金Ti6Al4V、铝合金AlSi10Mg以及镍基合金inconel625和718等，粉末颗粒的物理和化学特性影响着增材部件的制造质量和服役性能。以广泛应用于航空航天和生物医学领域的钛合金Ti6Al4V粉末为例，颗粒尺寸小，化学活性高，氧化效应强，容易发生粉末燃烧或者爆炸，如果粉末没有得到合理的贮存和保护，极易受潮，导致纯净度下降，在增材制件中形成冶金型气孔，严重恶化增材部件的疲劳服役性能，可见增材制造金属粉末的贮存和保护至关重要。

常用的增材制造金属粉末贮存装置为罐状的收粉桶，为降低金属粉末贮存空间内部的含氧量，收粉桶上设有惰性气体如氩气和氮气的进气口，由于惰性气体的密度大于氧气，因此惰性气体进入收粉桶后会下沉，氧气则会上浮，从而实现洗气的功能，用于增材制造的金属粉末均要经历洗气环节方可使用。然而，洗气处理仅排除了金属粉末中混有的密度较小的气体，无法避免粉末在长时间贮存过程中因受潮而导致的变色、蓬松和柔韧性变差等问题，因此金属粉末从贮存装置取出后还需要进行干燥处理。需要指出，金属粉末在长时间贮存过程中必然存在部分已经受潮变质的粉末，贮存过程中氧气排除不彻底和水分干燥不彻底均会严重影响增材部件的制造质量和服役性能。

在现有技术中，公开号为CN110238390A，公开时间为2019年09月17日，名称为“一种金属粉末真空存储装置”的中国发明专利文献，公开了一种金属粉末真空存储装置，包括用于存放金属粉末的存储箱体，所述存储箱体内部中空设置，所述存储箱体的顶部设置有与外界连通的投放口，所述投放口上方设置有用于覆盖或打开投放口的密封盖；所述存储箱体上设置有与气瓶相连的进气口、和与真空发生装置相连的出气口；所述存储箱体底部设置有与粉末收集装置相连的出粉口。

上述专利通过对金属粉末进行真空存储，保证金属粉末处于干燥低氧的环境当中。但存在以下缺点：储存箱体较小，每个箱体的储存粉末种类只能为一种，且每次取用时，都需要充入氮气，造成惰性气体的浪费和储存成本的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、操作方便，能存储多种增材制造金属粉末的自动化增材制造粉末保护装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种自动化增材制造粉末存储装置，包括密封箱，其特征在于：所述密封箱内设有若干个独立的箱体，各个箱体一侧均设有可开启的密封盖，密封盖处设有进粉口；每个箱体均包括真空室和氩气室，真空室和氩气室之间设有活动密封门用于隔绝气体；箱体内设有盛装金属粉末的收粉桶以及用于在真空室和氩气室之间传输收粉桶的传送带，密封箱外设有真空发生装置和用于补充氩气的气瓶，所述真空发生装置与各个真空室连通，气瓶与各个氩气室连通。