[发明专利]用于增材制造设备的闭环粉末循环系统及其控制方法

说明书

一种用于增材制造设备的闭环粉末循环系统及其过滤方法，其中系统包括储粉罐、风机、分离罐、振动筛、控制器和回粉罐，闭环循环系统在惰性气体的保护下，当控制器接收到送粉指令时，开启风机，以使储粉罐的粉末在惰性气体的保护下输送到至少一个送粉罐；而当控制器接收到回粉指令时，开启风机，以使回粉罐的粉末和/或至少一个溢粉缸的粉末在惰性气体的保护下输送到分离罐，并经过分离罐的分离处理以及振动筛的筛分处理后回收到储粉罐，本发明实现了自动送粉和回粉功能，设备中途不停机，提高设备了的工作效率；而且，解决了活性粉末的安全输送问题，以及人工接触粉末带来的安全隐患，即具有工作效率高、安全性高的有益效果。

技术领域

本发明涉及三维物体制造技术领域，特别是涉及一种用于增材制造设备的闭环粉末循环系统及其控制方法。

背景技术

增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM）是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，由于其不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，因此应用范围非常广。作为增材制造技术之一的选择性激光烧结技术，其近年来的发展也是非常迅速，其主要工艺是：送粉装置将一定量粉末送至工作台面，铺粉辊筒将一层粉末材料平铺在机构已成型零件的上表面，加热装置将粉末加热至设定的温度，振镜系统控制激光器按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末熔化并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺粉辊筒又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个制件制造。

目前的增材制造设备一般采用人工手动加粉，然而由于增材制造设备的储粉罐位置较高，使得人工加粉难度大；而且，溢粉缸满缸后，溢粉需要人工手动进行清理，这样不仅增加了操作人员的劳动强度，而且，工作环境中会有粉尘出现，从而对操作人员的健康也存在一定的影响。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种能够自动供粉和回粉，实现粉末循环利用的用于增材制造设备的闭环粉末循环系统及其控制方法。

一种用于增材制造设备的闭环粉末循环系统，包括储粉罐、风机、分离罐、振动筛、控制器，以及用于回收清粉台内粉末的回粉罐，所述风机分别通过管路与分离罐、储粉罐，回粉罐，以及位于增材制造设备内的至少一个送粉罐和至少一个溢粉缸相连，所述分离罐分别通过管路与所述送粉罐、所述溢粉缸和回粉罐相连，所述分离罐通过振动筛与储粉罐相连，以使储粉罐、风机、分离罐、振动筛、回粉罐、送粉罐和溢粉缸形成闭环循环系统，所述闭环循环系统设有用于充入惰性气体的充气口，以使惰性气体在闭环循环系统中循环，当控制器接收到送粉指令时，开启风机，以使储粉罐的粉末在惰性气体的保护下输送到至少一个送粉罐；而当控制器接收到回粉指令时，开启风机，以使回粉罐的粉末和/或至少一个溢粉缸的粉末在惰性气体的保护下输送到分离罐，并经过分离罐的分离处理以及振动筛的筛分处理后回收到储粉罐。

作为本发明的进一步优选方案，所述系统还包括第一压力检测传感器，用于检测风机的进出口压力以判断闭环循环系统是否堵塞；所述分离罐上还设有排气阀，以及用于检测闭环循环系统内压力的第二压力传感器，以当检测到压力过大时，开启排气阀。

作为本发明的进一步优选方案，所述储粉罐内设有称重传感器，用于对储粉罐内的粉末进行称重，以提示操作人员是否需要向储粉罐内加粉。

作为本发明的进一步优选方案，所述溢粉缸上自上而下依次设有第一高料位开关和第一低料位开关，当第一高料位开关检测到粉末时，提醒发送回粉指令；而当第一低料位开关检测到缺粉时，提醒停止回粉。

作为本发明的进一步优选方案，所述储粉罐上自上而下依次设有第二高料位开关和第二低料位开关，当第二高料位开关检测到粉末时，提醒停止加粉；而当第二低料位开关检测到粉末时，表示储粉罐有一定粉末。