[实用新型]电主轴超高速旋转等离子体制备球形金属粉末的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及3D打印增材制造和冶金技术领域，尤其涉及一种电主轴超高速旋转等离子体制备球形金属粉末的装置。

背景技术

金属3D打印粉末制备以高压气体雾化法、等离子旋转电极雾化法为主。

高压气体雾化法制备的粉体粒径范围大，必须经过多次筛分及检验才能得到所需的粒径，生产效率极低，且存在粒度分布不均匀、粉末球形度不佳、颗粒表面存在卫星球、以及存在一定数量的空心粉末等缺陷。

旋转电极法制备的粉末克服了高压气雾化法制粉的缺陷，制备的金属粉末品质较高，但该方法目前选用电机驱动，其受限于电机的极限转速，最高只能达到20000r/min。因此，制粉过程中可用于金属3D打印，尺寸小于53μm的金属粉末收得率极低，致使高品质的金属粉末的制备成本居高不下，成为当前制约3D打印行业整体发展的瓶颈。

实用新型内容

本实用新型要解决的是现有用于3D打印的制粉设备制得的尺寸小于53μm的金属粉末收得率极低的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种电主轴超高速旋转等离子体制备球形金属粉末的装置，该装置包括电主轴、集粉桶以及分别设置在所述集粉桶相对两侧的进给机构和等离子体源，所述进给机构的进给端向所述等离子体源的方向伸缩，所述电主轴的尾端与所述进给端连接，所述电主轴的旋转轴用于安装金属棒料，所述等离子体源用于向所述金属棒料发射等离子弧。

优选的，所述进给机构和等离子体源分别设置在所述集粉桶的水平方向上的相对两侧。

优选的，所述电主轴与所述等离子体源同轴心设置。

优选的，所述进给机构为伸缩油缸。

优选的，所述集粉桶的相应侧设有插孔，用于使所述伸缩油缸的伸缩杆插入；所述伸缩油缸的缸体的前端设有法兰，所述缸体通过所述法兰与所述集粉桶的侧壁连接。

优选的，所述法兰朝向所述集粉桶的一侧嵌设有密封圈。

优选的，所述集粉桶与抽真空装置连通。

本实用新型通过超高速旋转的电主轴，使金属棒料获得更大的转速，棒料与等离子弧接触的部分被熔化后，金属液滴获得更大的离心速率，被甩出后，形成更小尺寸的微滴，微滴在表面张力的作用下收缩成球，在集粉桶本体内飞行，冷却凝固成金属粉末，进而提高了可用于金属3D打印的15～53μm的金属粉末的收得率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的一种电主轴超高速旋转等离子体制备球形金属粉末的装置的内部结构剖视图；

图2是本实用新型实施例的伸缩油缸的示意图。

附图标记：

1、进给机构；11、缸体；12、法兰；13、伸缩杆；2、电主轴；3、金属棒料；4、等离子体源；41、等离子弧；5、集粉桶。

具体实施方式

为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。

结合图1和图2所示，本实用新型提供了一种电主轴2超高速旋转等离子体制备球形金属粉末的装置，包括电主轴2、整体呈圆桶状结构的集粉桶5以及分别设置在集粉桶5轴向两端的进给机构1和等离子体源4，集粉桶5与抽真空装置连通，以为制粉提供真空环境；进给机构1的进给端向等离子体源4的方向伸缩，电主轴2的尾端与进给端连接，电主轴2的旋转轴用于安装金属棒料3，等离子体源4用于向金属棒料3发射等离子弧41。