本發(fā)明涉及金屬粉材加工技術領域，特別是涉及一種制造3d金屬粉材的方法。
背景技術：
目前3d金屬粉材的制造技術主要為將塊狀原料放入熔爐，熔化為液態(tài)，通過加壓使液體通過導流細管引入霧化噴嘴，惰性高壓氬氣噴吹導管引入的液態(tài)金屬產(chǎn)生霧化效果，從而得到霧化的金屬顆粒。其存在以下技術問題：熔爐熔化金屬塊狀原料時間長、能耗高；一旦加熱源中斷，液態(tài)金屬固化無法清理；轉(zhuǎn)換材料品種工序復雜，需更換坩堝；無法實現(xiàn)現(xiàn)場與金屬3d打印機的直連。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種制造3d金屬粉材的方法。
本發(fā)明提供一種制造3d金屬粉材的方法，其包括如下步驟：
步驟1)、裝置組裝：
將送絲機與多槍位及送絲合成饋入機構的上接口密封連接；多槍位送絲合成饋入機構包括若干把等離子焊槍，若干把等離子焊槍沿環(huán)形等間隔設置，若干把等離子焊槍的槍口中心線交點為功率集中點；送絲口沿豎直方向與所述功率集中點位置相對應；
將等離子焊槍源與若干把等離子焊槍的槍尾接口密封連接；等離子焊槍源設置有電源和氣源接口；
將罐體的上口以平口法蘭與多槍位及送絲合成饋入機構的底部對接，并采用硅膠墊密封；罐體上設置有觀察窗；將集粉盒與罐體的下口密封連接；
將氬氣環(huán)境氣體緩沖罐的左端與罐體之間法蘭連接并采用硅膠墊密封，右端與氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)之間通過壓力管道焊接，下端與氬氣背景再建立泵通過手動截止閥和壓力管道連接；
將氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)與等離子焊槍源的氣源接口通過密封管路連接；
將補氣鋼瓶通過手動截止閥、減壓閥和壓力管道與氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)相連；
將水冷循環(huán)系統(tǒng)與多槍位及送絲合成饋入機構，氬氣環(huán)境氣體緩沖罐，集粉盒和罐體相連；
步驟2)、開機加工：
將送絲機上的原料絲頭插入多槍位及送絲合成饋入機構上接口；系統(tǒng)供電后，啟動水冷循環(huán)系統(tǒng)，使整系同處于被冷卻狀態(tài)；啟動氬氣背景再建立泵為系統(tǒng)背景排雜質(zhì)氣體后，關閉氬氣背景再建立泵；開啟氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)，通過氣路為系統(tǒng)罐體提供動態(tài)氣體流和基礎壓力，同時開補氣鋼瓶為系統(tǒng)補充氣體至氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)的出口壓力達到預設值，關閉補氣鋼瓶；啟動等離子焊槍源并調(diào)節(jié)電源使電流平衡，調(diào)節(jié)各槍氣壓平衡；啟動送絲機；從罐體上的觀察窗觀察噴射出的桔紅色噴射光線均勻度，穩(wěn)定即可，開啟集粉盒，收集3d金屬粉材。
進一步地，所述多槍位及送絲合成饋入機構包括：三把等離子焊槍，所述三把等離子焊槍沿環(huán)形等間隔120°設置，槍口向下，與水平方向呈60°夾角，三把等離子焊槍的槍口中心線交點為功率集中點。
進一步地，所述集粉盒為帶法蘭鎖緊密封的抽屜式篩選池，其內(nèi)置多層濾網(wǎng)振動式篩分器，上端與所述下罐體法蘭連接，采用硅膠墊密封，并設置有手動泄壓閥。
進一步地，送絲機的送絲速度設置為90～110mm/min。
進一步地，所述等離子焊槍的槍口出口壓力為0.3～0.5mpa；槍逆變電源電壓為dc112v；單槍電流為55～65a。
進一步地，所述水冷循環(huán)系統(tǒng)的冷卻水溫度為20～25℃，壓力為3～5mpa，流速為40～70升/min。
進一步地，氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)的出口壓力的預設值為0.4～0.6mpa。
進一步地，所述開機加工的工序中，啟動氬氣背景再建立泵為系統(tǒng)背景排雜質(zhì)氣體3～6分鐘后，再關閉氬氣背景再建立泵。
本發(fā)明提供一種制造3d金屬粉材的方法，該方法采用等離子焊槍，等離子焊槍槍口溫度可達8000℃，足以熔化各種金屬；保護氣體是氬氣，又保證了原料的純度；氣體噴吹的方式契合霧化所需條件；多槍形成定向可控的穩(wěn)定噴吹方向；自動走絲中心饋入方式提供穩(wěn)定可控的原料輸送；即開即用，即停即走，隨時快速更換原材料。采用該方法極大簡化了金屬3d粉的制造方式，真正實現(xiàn)了即開即用，即關即走，方便靈活地隨時更換原材料，緊湊靈活的組成方式可真正實現(xiàn)與金屬3d打印設備的同室及無縫供料。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的一種制造3d金屬粉材的方法中裝置組裝后的結構示意圖。
附圖標記說明：
1-送絲機
2-等離子焊槍源
3-多槍位及送絲合成饋入機構
4-水冷循環(huán)系統(tǒng)
5-氬氣環(huán)境氣體緩沖罐
6-氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)
7-氬氣背景再建立泵
8-集粉盒
9-罐體
10-補氣鋼瓶
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
在一種具體的實施方式中，本發(fā)明提供了一種制造3d金屬粉材的方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1)、裝置組裝，裝置結構如圖1所示：
將送絲機1與多槍位及送絲合成饋入機構3的上接口密封連接；多槍位送絲合成饋入機構3包括若干把等離子焊槍，若干把等離子焊槍沿環(huán)形等間隔設置，若干把等離子焊槍的槍口中心線交點為功率集中點；送絲口沿豎直方向與所述功率集中點位置相對應；
將等離子焊槍源2與若干把等離子焊槍的槍尾接口密封連接；等離子焊槍源2設置有電源和氣源接口；
將罐體9的上口以平口法蘭與多槍位及送絲合成饋入機構3的底部對接，并采用硅膠墊密封；罐體9上設置有觀察窗；將集粉盒8與罐體9的下口密封連接；
將氬氣環(huán)境氣體緩沖罐5的左端與罐體9之間法蘭連接并采用硅膠墊密封，右端與氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)6之間通過壓力管道焊接，下端與氬氣背景再建立泵7通過手動截止閥和壓力管道連接；
將氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)6與等離子焊槍源2的氣源接口通過密封管路連接；
將補氣鋼瓶10通過手動截止閥、減壓閥和壓力管道與氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)6相連；
將水冷循環(huán)系統(tǒng)4與多槍位及送絲合成饋入機構3，氬氣環(huán)境氣體緩沖罐5，集粉盒8和罐體9相連；
步驟2)、開機加工：
將送絲機1上的原料絲頭插入多槍位及送絲合成饋入機構3上接口；系統(tǒng)供電后，啟動水冷循環(huán)系統(tǒng)4，使整系同處于被冷卻狀態(tài)；啟動氬氣背景再建立泵7為系統(tǒng)背景排雜質(zhì)氣體后，關閉氬氣背景再建立泵7；開啟氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)6，通過氣路為系統(tǒng)罐體9提供動態(tài)氣體流和基礎壓力，同時開補氣鋼瓶10為系統(tǒng)補充氣體至氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)6的出口壓力達到預設值，關閉補氣鋼瓶10；啟動等離子焊槍源2并調(diào)節(jié)電源使電流平衡，調(diào)節(jié)各槍氣壓平衡；啟動送絲機1；從罐體9上的觀察窗觀察噴射出的桔紅色噴射光線均勻度，穩(wěn)定即可，開啟集粉盒8，收集3d金屬粉材。
優(yōu)選地，所述多槍位及送絲合成饋入機構3包括：三把等離子焊槍，所述三把等離子焊槍沿環(huán)形等間隔120°設置，槍口向下，與水平方向呈60°夾角，三把等離子焊槍的槍口中心線交點為功率集中點。
進一步地，所述集粉盒8為帶法蘭鎖緊密封的抽屜式篩選池，其內(nèi)置多層濾網(wǎng)振動式篩分器，上端與所述下罐體9法蘭連接，采用硅膠墊密封，并設置有手動泄壓閥。
作為本發(fā)明的優(yōu)選方案：
送絲機的送絲速度設置為90～110mm/min。
所述等離子焊槍的槍口出口壓力為0.3～0.5mpa；槍逆變電源電壓為dc112v；單槍電流為55～65a。
所述水冷循環(huán)系統(tǒng)的冷卻水溫度為20～25℃，壓力為3～5mpa，流速為40～70升/min。
氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)的出口壓力的預設值為0.4～0.6mpa。
所述開機加工的工序中，啟動氬氣背景再建立泵為系統(tǒng)背景排雜質(zhì)氣體3～6分鐘后，再關閉氬氣背景再建立泵。
本發(fā)明提供的上述用于制造方法中，裝置中各部分的作用如下：
送絲機1用于確保絲狀原料以穩(wěn)定的、連續(xù)可調(diào)的速度送入系統(tǒng)；
等離子焊槍源2用于提供熱源及氣體噴口；
多槍位及送絲合成饋入機構3用于提供通道并與水冷循環(huán)系統(tǒng)4后實現(xiàn)冷卻保護；
水冷循環(huán)系統(tǒng)4用于提供系統(tǒng)的冷卻，保護系統(tǒng)中的密封墊，降低環(huán)境溫度加速成粉的冷卻；
氬氣環(huán)境氣體緩沖罐5用于形成氣體環(huán)境緩沖區(qū)，并隔離粉塵區(qū)罐體9與氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)6、氬氣背景再建立泵7；
氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)6用于節(jié)約氣體，循環(huán)使用，使過程達到動態(tài)穩(wěn)定；
氬氣背景再建立泵7用于初次工作時抽取低真空排凈雜質(zhì)氣體，通過充入工質(zhì)氣體(ar)達到純化背景氣體環(huán)境的作用；
集粉盒8用于收集粉料，采用帶法蘭鎖緊密封的抽屜式篩選池則可進一步實現(xiàn)成粉顆粒大小篩選分離；
罐體9用于提供成粉過程的惰性氣體(ar/he)背景，罐體9上可設置窗口，通過觀察窗可觀測成粉狀態(tài)以利控制；
補氣鋼瓶10用于補充消耗氣體。
本發(fā)明提供制造3d金屬粉材的方法的工作過程為：具有相同輸出功率和氣體流量的多把等離子槍以一定角度對準饋入的原材料絲，絲被多槍熱功率熔化的同時，受到多槍口同向向心氬氣噴吹而產(chǎn)生霧化。調(diào)節(jié)各槍功率和氬氣流量，使霧化效果最佳。在預先建立的氬氣背景環(huán)境內(nèi)，霧化的金屬粉粒定向運動過程冷卻成型，墜落如集粉盒內(nèi)，經(jīng)多層振動篩選得到目標粉。
步驟2的具體過程可以如下：
將送絲機1上的原料絲頭插入多槍位及送絲合成饋入機構3上接口，系統(tǒng)供電后，啟動水冷循環(huán)系統(tǒng)4，使整系同處于被冷卻狀態(tài)，啟動氬氣背景再建立泵7為系統(tǒng)背景排雜質(zhì)氣體5分鐘后，關閉氬氣背景再建立泵7，開啟氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)6通過氣路為系統(tǒng)罐體9提供動態(tài)氣體流和基礎壓力，同時開補氣鋼瓶10為系統(tǒng)補充氣體至氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)6的出口壓力達到0.5mpa，關閉補氣鋼瓶10，啟動所述等離子焊槍源2并調(diào)節(jié)電源使電流平衡(57a)，調(diào)節(jié)各槍氣壓平衡(0.4mpa)，啟動送絲機1，設置為100mm/min，從罐體9上的觀察窗觀察噴射出的桔紅色噴射光線均勻度，穩(wěn)定即可，開啟抽屜式篩選池篩分成粉料，可視原料絲多少可隨時關機。關機順序為停送絲機1，停等離子焊槍源2，停氬氣回收冷卻加壓系統(tǒng)6，停水冷循環(huán)系統(tǒng)4，停抽屜式篩選池，即可通過抽屜式篩選池，上手動泄壓閥泄壓后取粉。
本發(fā)明提供一種制造3d金屬粉材的方法，該方法采用等離子焊槍，等離子焊槍槍口溫度可達8000℃，足以熔化各種金屬；保護氣體是氬氣，又保證了原料的純度；氣體噴吹的方式契合霧化所需條件；多槍形成定向可控的穩(wěn)定噴吹方向；自動走絲中心饋入方式提供穩(wěn)定可控的原料輸送；即開即用，即停即走，隨時快速更換原材料。采用該方法極大簡化了金屬3d粉的制造方式，真正實現(xiàn)了即開即用，即關即走，方便靈活地隨時更換原材料，緊湊靈活的組成方式可真正實現(xiàn)與金屬3d打印設備的同室及無縫供料。
以上對本發(fā)明所提供的一種制造3d金屬粉材的方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內(nèi)。