[发明专利]高分子粉体球化装置及制备球形粉体材料的方法

说明书

本发明公开了一种高分子粉体球化装置及制备球形粉体材料的方法，包括相配合的进料单元、加热单元、出料单元；所述进料单元包括进料斗以及射流器；所述加热单元包括反应器；通过热风管与反应器上端连通的加热装置；所述出料单元被配置为采用旋风收料装置；所述进料管的进料端从反应器的上端垂直伸入；所述旋风收料装置通过从反应器下端垂直伸入的出料管与反应器腔体内部连通。本发明提供一种高分子粉体球化装置及制备球形粉体材料的方法，其相比于传统粉体球形化系统，本发明采用了射流器水平强制供气射流技术，使入腔速度达20m/s，可快冷快热，产能可达8‑15kg/h，节能高效，且采用干法进料，有效解决传统湿法易堵塞的问题。

技术领域

本发明涉及一种用在3D打印情况下使用的高分子粉体球化装置及制备球形粉体材料的方法，属于3D打印技术领域。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉体状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用

选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)技术是一种重要的3D打印技术，它是近年来迅速发展起来的一种基于离散/堆积原理的先进制造方法。SLS技术利用激光的热作用，按照CAD模型将粉体材料选择性熔融、逐层叠加，形成最终制件。与传统加工方法相比，SLS加工的技术优势主要在于自由成型和整体制造，可以用于生产具有任意复杂结构的制件，实现了复杂制件的定制生产。

SLS加工的原材料为粉体材料，主要包括金属、陶瓷和高分子材料等。与其他材料相比，高分子材料密度小、成本低，易于进行改性、加工、后处理，可以满足不同使用条件下的个性化需求，是应用最为广泛的SLS成型材料。基于粉末成形的SLS加工技术对高分子材料具有较高的要求，如较宽的烧结窗口、适宜的粒径及粒径分布、较窄的熔融焓等。其中，高分子粉体材料的流动性是其顺利打印的关键前提。

目前常用的粉体制备方法主要是机械粉碎法，但该方法制备的粉体颗粒几何形状不规则，粉体颗粒在流动的过程中存在一定的机械咬合、摩擦以及架桥等作用，从而使该方法直接制备的高分子粉体无法满足SLS加工要求。而另外一种方法即溶剂沉淀法，虽然能够获得球形度高、流动性好的高分子粉体，但该方法伴随大量的溶剂消耗，同时对实验条件如压强、温度等要求较高。因此，探索一种环保高效、经济可靠、操作简单的高分子粉体制备方法迫在眉睫，这对于拓展SLS技术的材料适用范围以及SLS的推广应用具有重要的实际意义。

而现有技术中，为了克服上述问题，也提出了相应技术进行解决，如专利申请号为：201810336021.9，专利名称为：气流球形化反应器及用其制备聚合物基球形粉体材料的方法的技术，其主要包括采用依次连接的粉体材料输送系统、反应器本体、冷凝系统和旋风分离器组件，所述粉体材料输送系统输出携带固体粉末材料的气流到反应器本体，固体粉末材料在反应器本体内被加热融化，熔融物在气流中依靠表面张力作用变化成球状，再随气流输出，进入冷凝系统中固化成形后输入旋风分离器组件内进行气固分离，实现选择性激光烧结用粉体材料的高效、低廉、清洁、环保的批量生产。而其缺点在于，反应器结构复杂，需要配合空气加热器进行两级加热，且需要外置单独的冷凝设备，同时因为粉体原料的传输方向是从向往上，故其收料装置的结构复杂，不利于设备空间上的集成性，处理速度较慢，产能只有3-8kg/h，满足不了工业化生产的需要。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种高分子粉体球化装置，包括相配合的进料单元、加热单元、出料单元；

所述进料单元被配置为包括：

纵向设置的进料斗，其出料口设置有使物料水平输出的射流器；