[发明专利]等离子球化脱氧3D打印金属粉体制备装置

权利要求书

1.等离子球化脱氧3D打印金属粉体制备装置，其特征在于：该装置包括气站、高压精密送粉系统、高频感应等离子体发生器、3D打印金属粉体除氧冷凝室、粉末收集除尘系统；气站包括：边气高压氩气瓶、中心气高压氩气瓶、高压氩气瓶、边气气阀、中心气气阀、高压氩气气阀、边气气管、中心气气管、高压氩气气管、边气调节阀、中心气调节阀、高压氩气调节阀；边气气阀安装在边气高压氩气瓶上，边气调节阀安装在边气气管上，边气气管一端连接边气气阀，另一端连接高频感应等离子体发生器的边气入口；中心气气阀安装在中心气高压氩气瓶上，中心气调节阀安装在中心气气管上，中心气气管一端连接中心气气阀，另一端连接高频感应等离子体发生器的中心气入口；高压氩气气阀安装在高压氩气瓶上，高压氩气调节阀安装在高压氩气气管上，高压氩气气管一端连接高压氩气气阀，另一端连接高压精密金属粉末送粉器；高压精密送粉系统包括：高压精密金属粉末送粉器、高压精密金属粉末送粉器储料罐、高压精密金属粉末送粉器储料罐盖、金属粉末混粉气管；高压精密金属粉末送粉器安装在高压精密金属粉末送粉器储料罐底部，高压精密金属粉末送粉器储料罐盖安装在高压精密金属粉末送粉器储料罐上部；高压精密金属粉末送粉器通过金属粉末混粉气管与高频感应等离子体发生器的载气/粉末入口连接；高频感应等离子体发生器包括：高频感应线圈、高频感应线圈绕管、边气入口、中心气入口、载气/粉末入口；高频感应线圈绕于高频感应线圈绕管上，载气/粉末入口固定于高频感应线圈绕管上部中心轴线位置，中心气入口、边气入口依次从内到外布置；高频感应等离子体发生器安装在3D打印金属粉体除氧冷凝室外部顶端；所述3D打印金属粉体除氧冷凝室包括：3D打印金属粉体除氧冷凝室壳体夹层冷却水出口、3D打印金属粉体除氧冷凝室壳体、3D打印金属粉体除氧冷凝室壳体夹层冷却水入口、3D打印金属粉体收集器一、环形除氧气体喷管、环形冷却气喷管；环形除氧气体喷管和环形冷却气喷管位于3D打印金属粉体除氧冷凝室壳体内部的等离子体炬下方；环形除氧气体喷管位于环形冷却气喷管的上方；3D打印金属粉体除氧冷凝室壳体夹层冷却水出口位于3D打印金属粉体除氧冷凝室壳体上部，3D打印金属粉体除氧冷凝室壳体夹层冷却水入口位于3D打印金属粉体除氧冷凝室壳体下部；3D打印金属粉体收集器一安装于3D打印金属粉体除氧冷凝室壳体最下端；粉末收集除尘系统包括：除尘室、滤网、3D打印金属粉体收集器二、抽风管、风机、一氧化碳燃烧装置；除尘室通过抽风除尘管与3D打印金属粉体除氧冷凝室连接；滤网位于除尘室内部上端；3D打印金属粉体收集器二安装于除尘室最下端；风机通过抽风管与除尘室上端连接；一氧化碳燃烧装置安装于风机的排风口；该装置采用高频感应等离子体将粒径大小基本一致的外形不规则金属粉末颗粒加热熔融形成金属微液滴，在金属微液滴下落的过程中用一氧化碳气体对其进行喷射，使得金属微液滴中的氧原子与一氧化碳分子产生化学反应生成二氧化碳，从而减少金属微液滴中氧的含量，再经快速冷凝生成粒径基本一致的3D打印金属粉体；3D打印金属粉体除氧冷凝室壳体（39）为双层结构，且内部通有冷却水。

2.根据权利要求1所述的一种等离子球化脱氧3D打印金属粉体制备装置，其特征在于：接通高频感应等离子体发生器（29）电源建立稳定的等离子体炬（35），调节高压精密金属粉末送粉器（18）送粉速度将粒径一致的外形不规则金属粉末（21）送入等离子体炬（35）加热熔融，使其变为熔融态球形金属颗粒（36）；通过环形除氧气体喷管（42）喷出一氧化碳气体，使得熔融态球形金属颗粒（36）中含有的氧元素与一氧化碳气体产生化学反应，生成二氧化碳气体，从而降低熔融态球形金属颗粒（36）的氧含量；通过环形冷却气喷管（24）喷出的冷却气体对熔融态球形金属颗粒（36）进行快速冷凝，形成粒径一致的球形3D打印金属粉体（4）；通过安装于风机（2）出口的一氧化碳燃烧装置（43）将未参与除氧化学反应的一氧化碳燃烧，避免直接排入大气。