[发明专利]一种利用等离子体制备球形3D打印粉的方法

说明书

本发明公开了一种利用等离子体制备球形3D打印粉的方法，所述方法不需要精炼、脱氧、造渣、捞渣处理、鼓气成球、雾化等多道工序制取，制得的球形3D打印粉，表面光滑，分布均匀，无污染，松装比重大，流动性好，是目前较为优越的形态。本发明利用等离子体制备3D打印粉，实现了简易快速的制备3D打印粉，工艺简单，能耗低，无粉尘污染，且所得的3D打印粉表面为球形，流动性好，成本低，值得大幅推广。本发明利用水对制备的3D打印粉进行急冷处理，使得制备得到的产品的成球概率大大提高，同时水冷却对于制备工艺来说大大降低了制备成本和工作效率，特别适用于大规模工业化的生产。

技术领域

本发明涉及一种3D打印粉的制备方法技术领域，具体是涉及一种利用等离子体制备球形3D打印粉的方法。

背景技术

目前，国内外使用3D打印粉时一般要求流动性非常好的球形粉末，这是因为非球形普通的粉末颗粒形状复杂，流动差，送粉不均，导致打印出来的产品质量不均。虽然目前主要有利用气体喷雾法制备此类球形粉末，但是工艺复杂，生产成本高，适用范围有限(只适用于熔点低于2000℃以下的材料)。

现今的3D打印技术在各个领域广泛推广使用，优质的3D打印粉成了炙手可热的重要资源。而目前大部分的优质3D打印粉主要依赖于进口(主要是德国采用气体喷雾法生产的3D打印粉)，价格昂贵，大约在每公斤5000-6000元之间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用等离子体制备球形3D打印粉的方法。所述方法具有工艺简单，能耗低，制备得到的3D打印粉的纯度高，分布集中，采用所述方法不仅提高了3D打印粉的产品质量，而且得到的3D打印粉为球形度较高的球形颗粒物，松装比重大，质量稳定，产品烧结变形小，生产成本低(约为进口3D打印粉价格的1/5-1/6之间)，值得大幅推广。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用等离子体制备球形3D打印粉的方法，所述方法包括如下步骤：

1)将金属粉、预合金粉、陶瓷粉中的至少一种送入等离子火焰，进行等离子高温处理，所述等离子火焰的温度为10000-30000℃；

2)高温等离子火焰将步骤1)的金属粉、预合金粉、陶瓷粉中的至少一种熔化成液滴，熔化的液滴在表面张力作用下形成球；

所述球形液滴在重力作用下滴落到通有送粉氩气的冷却装置中，所述球形液滴在送粉氩气的保护作用下迅速冷却，制备得到球形3D打印粉；或者，

所述球形液滴在重力作用下滴落到水中或滴落到装有水的冷却装置中，制备得到球形3D打印粉。

作为本发明进一步的方案：步骤1)中，所述等离子火焰的温度为11000-29000℃，例如为11000℃，12500℃，15000℃，18000℃，20000℃，25000℃或29000℃。

作为本发明进一步的方案：步骤1)中，所述金属粉的粒径为20-100μm；所述预合金粉的粒径为20-100μm；所述陶瓷粉的粒径为20-100μm。

作为本发明进一步的方案：步骤1)中，所述金属粉选自粉末形式的如下物质中的至少一种：金属单质、金属氧化物、金属碳化物、金属氮化物或金属硅化物。

优选地，粉末形式的金属单质选自钛粉、铜粉、钽粉、铌粉、钼粉、钨粉或铝粉中的至少一种。

优选地，金属氧化物选自氧化钙、氧化锆、氧化钛或氧化镁中的至少一种；金属碳化物选自碳化钙、碳化锆、碳化钛或碳化镁中的至少一种；金属氮化物选自氮化钙、氮化锆、氮化钛或氮化镁中的至少一种；金属硅化物选自硅化钙、硅化锆、硅化钛或硅化镁中的至少一种；金属碳化物选自碳化钙、碳化锆、碳化钛或碳化镁中的至少一种。

优选地，所述预合金选自钴铬钨合金、钛合金或不锈钢合金中的至少一种。