[发明专利]一种粉体流动性和可压缩性的测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明属于粉体测量领域，特别是涉及一种粉体流动性和可压缩性的测量装置和测量方法。

背景技术

增材制造俗称3D打印制造技术，这项技术正在快速的改变着人们传统的生产方式和生活方式，以数字化、网络化、个性化、定制化为特点的3D打印制造技术被外界认为将推动第三次工业革命。在3D打印技术方法中，以选择性激光烧结技术(SLS)的3D打印最为广泛。这种技术通过铺粉机构与送粉机构以及辊筒，完成粉体的输送与铺平，然后通过激光一层层进行烧结，最后得到所需的打印物品，且整个过程中都是保持一定的温度。在此过程中，粉体是否能够被铺平与粉体流动性有着直接的联系，流动性越好，铺粉的质量也越高，打印的产品质量的精度也高很多。

流动性是衡量铺粉质量好坏一个重要指标。目前，衡量粉体流动性的参数主要有休止角、流出性、粒度分布等。除了流动性表征以外，粉体的可压缩性也是一个重要的衡量指标，可压缩性通常用粉体堆积密度和松动堆积密度之比来表征，即粉体的Hausner比值HR来，即

现有的测量粉体流动的装置都是常温下测量粉体某种单一的参数，而在3D打印铺粉过程中，综合考虑粉体的流动性和可压缩性是对于铺粉质量的提高有着很大影响；同时铺粉过程中温度也是必不可少的影响因素。

然而，现有公开技术资料或文献大都未综合考虑粉体的相关表征特性，也没有对应装置来测量粉体的流动性和可压缩性，也没有考虑温度对粉体流动性和可压缩性的影响，更无相应装置来测量不同温度下粉体的流动性和可压缩性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、操作方便、成本低的粉体流动性和可压缩性的测量装置及测量方法。

本发明专利采用的技术方案是：一种粉体流动性和可压缩性的测量装置，包括透明箱体、支撑板、电机、矩形盒、量筒、电机Ⅱ、转动臂及薄壁圆环；所述的支撑板和电机安装在透明箱体内，所述的矩形盒的右端与支撑板的右端铰接，矩形盒的左端通过绳索Ⅰ与电机连接，矩形盒内设有搅拌装置，矩形盒内右侧壁上设有压力传感器Ⅰ；所述的电机Ⅱ安装在透明箱体上，电机Ⅱ通过转动臂与薄壁圆环连接；所述的量筒对应于矩形盒的右端设在支撑台上，量筒和支撑台之间设有压力传感器Ⅱ，量筒上端与薄壁圆环的底部平齐，量筒的外侧壁上设有微震器，支撑台设在透明箱体底部，电机、电机Ⅱ、压力传感器Ⅰ、微震器和压力传感器Ⅱ分别与中控台连接。

上述的粉体流动性和可压缩性的测量装置中，透明箱体内竖直设有带刻度支撑架，带刻度支撑架上设有标尺，标尺与绳索Ⅱ连接，绳索Ⅱ绕过转轮Ⅱ与电机上的转轮Ⅰ连接，绳索I的上端连接在电机上的转轮Ⅰ上。

上述的粉体流动性和可压缩性的测量装置中，所述的透明箱体内设有加热装置、温度传感器Ⅰ和惰性气体装置，所述的矩形盒内设有温度传感器Ⅱ，支撑板上矩形盒的下方设有电加热器，加热装置、温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、惰性气体装置和电加热器分别与中控台连接。

上述的粉体流动性和可压缩性的测量装置中，所述的量筒和支撑台置于回收缸内。

一种粉体流动性和可压缩性的测量方法，具体步骤如下：

(1)在矩形盒中加入粉体，覆盖矩形盒内右侧壁上的压力传感器Ⅰ即可，启动加热装置，使箱体中的温度达到指定温度后，停止加热；启动惰性气体装置，同时启动电加热器和搅拌装置，当粉体温度达到指定温度时，启动电机，绳索Ⅰ和绳索Ⅱ同步运动，矩形盒的左端上升，压力传感器Ⅰ受到不断下滑粉体的压力，反馈中控台，电机停止运动，通过标尺测量出矩形盒左端的上升高度H；

(2)通过中控台打开矩形盒的右端，粉体流入量筒中，当粉体超出薄壁圆环后，中控台控制电机反转，粉体停止流入，启动电机Ⅱ，转动臂带动薄壁圆环旋转，同时也刮平了量筒端口的粉体，薄壁圆环与量筒分离后，电机Ⅱ停止运行，读取压力传感器Ⅱ反馈到中控台的数据M_松；然后，通过中控台控制电机Ⅱ反转，薄壁圆环回到量筒端口位置时，电机Ⅱ停止；控制电机正转，粉体再次从矩形盒流入量筒中，当粉体超出薄壁圆环后，控制电机反转；启动微振器，量筒中的粉体开始下降，微振器振动十分钟后停止，启动电机Ⅱ正转，转动臂带动薄壁圆环旋转，再次刮平了量筒端口的粉体，薄壁圆环与量筒分离后，电机Ⅱ停止运行，读取压力传感器Ⅱ反馈到中控台的数据M_紧。

(3)测完数据以后，通过公式和算出休止角α和HR值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：