本创新装置旨在实现打印机粉料的高效回收与循环利用,由打印设备、顶部供粉装置、集粉罐、中转罐升降组件、粉料循环组件以及粉料输送桁架机械手等关键部件组成,间隔设置以优化粉料回收流程。
背景技术
选择性激光熔化是增材制造技术之一,具有广阔的发展前景。由于使用激光束和金属粉末作为制造工具,大大缩短了产品研发和制造周期。SLM成型技术可用于直接生产具有高相对密度,出色的机械性能,高尺寸精度和出色的表面质量的金属零件。与传统加工技术相比,SLM可以形成任意复杂的金属零件,而受零件形状限制。在具有复杂形状的金属材料和零件方面,它显示出明显的优势,而传统技术则难以加工。在进行金属3D打印的过程,金属粉末材料的量不足会直接导致零件打印失败。此外,打印成型缸中会有大量的材料结余,该部分材料需进行人工回收、筛分及烘干处理后再重复利用。随着3D打印零件的加工尺寸逐步加大,其制造周期也越来越长,然而3D打印设备内部只能储存部分金属粉末材料,故在打印过程中必须给设备添加金属粉末材料,并对打印后的结余粉料进行处理后再循环利用。
目前,给金属3D打印设备添加金属粉末的方式主要分为人工加粉、风力输送加粉和单机粉末自动循环系统。但三种方式都存在一些缺点:
对于人工加粉:3D打印工厂一般会有几十甚至上百台打印设备,所需粉量较大,人工添加效率低、劳动强度大;同时,3D打印机储料罐的位置较高,人工加粉操作不方便;而且金属粉末在裸露环境中容易扬尘,污染环境且人工在防护措施不当的情况下吸入有损健康。
至于风力输送加粉:需铺设布局复杂的管网,空间占用大;若所铺设管路的管径小则容易发生堵塞,反之则成本增大;此外,3D打印工厂需要应对不同的工作要求,每台打印机可能会使用不同的金属粉末进行打印作业,如果采用送粉管道加粉,则需要应对不同金属粉末输送要求,架设多套送粉管道,打印机顶部需铺设布局复杂的金属粉末输送管网,制造成本和后期维护成本高昂,且当管道发生泄露时,金属粉末在管道输送过程中有粉尘爆炸的隐患。对于特殊粉末,为了防止其变化,则需要利用成本较高的惰性气体进行输送。
针对单机粉末自动循环装置:3D打印工厂内每台打印设备都需要配备一套粉末自动循环设备,成本高,管理维护难度大;同时,粉末自动循环设备也需要定期人工加粉,工作量大,效率低;不利于打印工厂的大规模、产业化生产。
实现思路