[发明专利]增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，具体地，涉及一种基于铺粉方式的增材制造装备中粉末的自动干燥、筛分、回收和循环使用装置及方法。

背景技术

增材制造技术，是一种新兴的制造技术。它是基于离散材料逐层堆积成形原理，依据产品三维CAD模型，通过材料逐层堆积出产品原型或零部件。具有高度灵活、个性化的特点，是当前制造业的发展前沿。

基于铺粉的增材制造技术由于可利用辅助结构和松散粉末作为支撑，因此可以制造几乎任意形状的零件，在众多增材制造技术中最受关注。它的基本工作原理是在工作缸内平铺一定厚度的粉末，依照计算机的控制，高能束(激光或电子束等)通过扫描的方式按照三维零部件图形的切片处理结果选择性地熔化、烧结预置粉末层。随后工作缸下降一个切片厚度并再次铺粉，高能束在扫描系统的带动下再次按照三维图形数据完成零部件下一层的制造。如此重复铺粉、高能束扫描和工作缸下降等工序，从而实现三维零部件的整体制造。

目前，基于铺粉方式的增材制造设备有两种结构形式实现粉末的供应：一种是储粉缸由下向上的顶粉方式，另一种是储料箱自上而下的落粉方式。顶粉方式供粉存在加工过程中无法添加粉末，加工前必须计算需要的粉末量的问题，这种方式适用于小型增材制造设备。而落粉方式送粉在加工过程中可以不断添加粉末，适用于大型增材制造设备。

然而，由于增材制造技术的特点，零件的制造过程对产品质量至关重要，上述两种粉末供应方式的增材制造设备加工前和加工中需要人工烘粉、筛粉，加工后需要人工回收，这些工作过程中难免会造成粉末污染，影响加工零件的质量。

根据上述问题，发明一个粉末回收、干燥和筛粉循环使用的方法实现粉末的封闭式全自动化控制过程，减少人为对粉末的污染，对于保证增材制造产品的质量备具有重要意义。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置及方法。

根据本发明提供的增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置，包括：成形缸、两个粉末循环子系统，且所述两个粉末循环子系统分别位于成形缸的两侧；其中，粉末循环子系统包括：粉末干燥模块、粉末回收缸、防爆吸粉装置、储粉箱，粉末经粉末干燥模块干燥后进入粉末回收缸；所述防爆吸粉装置将粉末回收缸中的粉末抽送至储粉箱；所述储粉箱将粉末铺设在加工平台上，当零件加工完成后，加工平台上多余的粉末通过回收槽回到粉末回收缸中。

优选地，所述粉末干燥模块包括：添粉干燥箱、搅拌装置、红外加热装置，所述搅拌装置位于添粉干燥箱内，所述红外加热装置设置在添粉干燥箱周围；粉末经过进粉漏斗添加至添粉干燥箱内。

优选地，所述添粉干燥箱上还设置有进粉阀、出粉阀、进气阀、出气阀、温湿度传感器；所述进粉阀设置在进粉漏斗与添粉干燥箱的连通处，所述出粉阀设置在添粉干燥箱与粉末回收缸的连通处，所述进气阀、出气阀设置在添粉干燥箱的上部位置；所述温湿度传感器用于检测添粉干燥箱内的温度和湿度值。

优选地，还包括超声波振动筛，所述超声波振动筛设置在储粉箱上方，用于筛分防爆吸粉装置抽送的粉末。

优选地，所述加工平台能够沿着成形缸的内壁上下运动，所述回收槽的一端与粉末回收缸连通，所述回收槽的另一端开口与成形缸的外壁贴合；

当加工零件时，成形缸的槽沿位置高于所述回收槽的另一端开口的上沿，加工平台依次下降，储粉箱内的粉末逐层铺设在加工平台上；

当成形缸内的零件加工完成后，成形缸下降，此时成形缸的槽沿位置与所述回收槽的另一端开口的下沿接合，加工平台依次上升，则加工平台上多余的粉末从回收槽滑入粉末回收缸内。

根据本发明提供的增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环方法，利用上述的增材制造装备粉末自动干燥-筛分-回收循环装置实现，包括如下步骤：添加粉末和粉末干燥步骤、粉末循环和筛分步骤、零件加工步骤、粉末回收步骤。

优选地，所述添加粉末和粉末干燥步骤包括：

步骤A1：将添粉干燥箱上的进气阀、出气阀和出粉阀关闭；

步骤A2：打开进粉阀，通过进粉漏斗将原始粉末倒入添粉干燥箱中；

步骤A3：将进粉阀关闭，打开进气阀和出气阀；

步骤A4：打开搅拌装置和红外加热装置，对添粉干燥箱中的粉末进行加热干燥处理；