[发明专利]一种一步法生产3D打印用超细球形钌粉的装置及方法

权利要求书

1.一种一步法生产3D打印用超细球形钌粉的装置，其特征在于，包括高压粉末喷射装置（1）和框架（8），所述高压粉末喷射装置（1）位于框架（8）的顶部，所述高压粉末喷射装置（1）的喷嘴位于框架（8）的内部，框架（8）的两侧均设置有超高峰值功率激光器（2），所述高压粉末喷射装置（1）喷嘴的下方为球化位置，所述球化位置的下方两侧均设置有激光发射器（4），所述激光发射器（4）的底部连接有定位指示光装置（3）；所述定位指示光装置（3）的下方设置有恒温冷却水箱（7），所述恒温冷却水箱（7）的一侧设置有粉末冷却装置（6）。

2.根据权利要求1所述的一种一步法生产3D打印用超细球形钌粉的装置，其特征在于，所述超高峰值功率激光器（2）沿水平方向和垂直向下的方向发射激光。

3.根据权利要求1所述的一种一步法生产3D打印用超细球形钌粉的装置，其特征在于，所述高压粉末喷射装置（1）喷嘴的两侧均设置有光束聚焦镜一（5），所述超高峰值功率激光器（2）垂直下方设置有光束聚焦镜二（501），所述激光发射器（4）的上方设置有光束聚焦镜三（502）。

4.根据权利要求3所述的一种一步法生产3D打印用超细球形钌粉的装置，其特征在于，所述激光发射器（4）内部设置有光束聚焦镜四（401）。

5.根据权利要求3所述的一种一步法生产3D打印用超细球形钌粉的装置，其特征在于，所述超高峰值功率激光器（2）水平方向发射的激光投射在光束聚焦镜一（5）上，激光经光束聚焦镜一（5）反射投射在光束聚焦镜四（401）；所述超高峰值功率激光器（2）垂直方向发射的激光投射在光束聚焦镜二（501）上，激光经反射依次投射在光束聚焦镜三（502）和光束聚焦镜四（401）上。

6.根据权利要求5所述的一种一步法生产3D打印用超细球形钌粉的装置，其特征在于，所述光束聚焦镜一（5）、光束聚焦镜二（501）、光束聚焦镜三（502）和光束聚焦镜四（401）与水平方向的夹角30°-45°。

7.根据权利要求1所述的一种一步法生产3D打印用超细球形钌粉的装置，其特征在于，所述恒温冷却水箱（7）设置有两个，两恒温冷却水箱（7）上均设置有粉末冷却装置（6），两个所述粉末冷却装置（6）顶部设置有托盘（601），所述粉末冷却装置（6）位于球化位置的正下方。

8.一种一步法生产3D打印用超细球形钌粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）选样：选取粒度20-50μm的不规则形状氢化钌粉；

（2）喷吹：将氢化钌粉经高压粉末喷射装置（1）喷吹进入球化位置；

（3）高温处理：超高峰值功率激光器（2）发射水平和垂直激光，水平激光经过光束聚焦镜一（5）、光束聚焦镜四（401）进入发射器（4）；垂直光束经光束聚焦镜二（501）、光束聚焦镜二（501）、光束聚焦镜四（401）进入发射器（4）；

（4）定位指示：定位指示光装置（3）同步根据粉末的下降速率指示光路的方向；

（5）制得产品：氢化钌粉在被激光高温处理过程中，氢化钌粉分解为氢气和金属钌，氢气随氩气离开系统，金属钌高温熔化并冷却，冷却过程在表面张力作用下，形成球形颗粒粉，得到15-45μm球形钌粉。

9.根据权利要求8所述的一种一步法生产3D打印用超细球形钌粉的方法，其特征在于，喷吹气体为氩气，喷吹进粉速率20-30kg/h；所述超高峰值功率激光器（2）发射的激光频率0.1Hz，功率1-2PW。

10.根据权利要求8所述的一种一步法生产3D打印用超细球形钌粉的方法，其特征在于，粉末冷却装置（6）内采用高速流体冷却球化的粉体；恒温冷却水箱（7）采用封闭水腔冷却箱体。