3D打印粉末的筛分方法技术

本发明专利技术公开了3D打印粉末的筛分方法，利用气流分级机对气雾化制备的通粉进行筛分，除去粒度为‑15μm的超细粉末，得到粒度在15～250μm区间段的粉末；利用手套箱对上述粒度在15～250μm区间段的粉末进行超声波筛分，得到粒度在15～45μm区间段的打印粉末；对粒度在15～45μm区间段的打印粉末进行封装。本发明专利技术通过对气雾化制备的通粉进行连续筛分，依次将通粉中的超细粉末、大粒度粉末去除；通过控制气流分级机风轮的转速和进气量、超声波震动筛分机的超声波频率和筛分时间，有效降低了超细粉末的数量，并通过对手套箱的水含量、氧含量等参数进行控制，有效降低了打印粉末的湿度和增氧量，通过充气包装避免真空包装使得粉末结块、粘连，影响粉末的流动性。

Screening method of 3D printing powder

The invention discloses a screening method of 3D printing powder, which uses an air flow classifier to screen the through powder prepared by aerosolization, removes the ultrafine powder with particle size of \u2011 15 \u03bc m, and obtains the powder with particle size of 15-250 \u03bc m; uses a glove box to conduct ultrasonic screening on the powder with particle size of 15-250 \u03bc m to obtain the printing powder with particle size of 15-45 \u03bc m; and The printing powder is packaged in the range of 15-45 \u03bc M. Through continuous screening of the air atomized through powder, the ultra-fine powder and the large particle powder in the through powder are removed in turn; by controlling the rotation speed and the air intake of the air flow classifier fan wheel, the ultrasonic frequency and the screening time of the ultrasonic vibration screen, the quantity of the ultra-fine powder is effectively reduced, and the parameters such as the water content and the oxygen content of the hand sleeve box are controlled, It can effectively reduce the humidity and oxygen content of the printing powder, avoid the agglomeration and adhesion of the powder and affect the fluidity of the powder.

【技术实现步骤摘要】
3D打印粉末的筛分方法
本专利技术涉及3D打印
，尤其是一种3D打印粉末的筛分方法。
技术介绍
3D打印技术具有精度高、周期短、省材料、能制备复杂一体成型零件等优点，目前已经成为国内外最新关注的研究重点。对于金属激光3D打印，金属粉末是实现快速成型打印件的物质基础，金属粉末的形貌、流动性、氧含量、松装密度、粒径直接决定了3D打印件的最终性能。金属激光3D打印分为铺粉式打印和送粉式打印，目前的主流方式为铺粉式打印，铺粉打印需要金属粉末具有良好的流动性，粉末的流动性越好，铺粉越均匀，流动性好的粉末不仅可以提高3D打印制品的尺寸精度和表面质量，还可以提高成型件组织的均匀性和致密度，可缩短加工时间。打印粉末的制备一般采用气雾化制备，气雾化的基本原理是利用高速气流将液态金属冲刷破碎成小液滴后凝固成粉末，该方法制备的粉末一般为正态分布，粒度分布区间为0～300μm，在雾化过程中不可避免会产生粒度为-15μm的超细粉末，而超细粉末会吸附在其他粉末的表面，影响粉末的流动性，同时粉末在转移、筛分、封装、保存过程中不可避免会与空气接触，空气中的水分会使粉末表面潮湿，影响粉末的流动性，粉末的流动性不佳会影响铺粉的厚度和铺粉的均匀性；同时空气中的氧会使粉末表面被氧化，增加粉末的氧含量。上述问题会导致打印过程中粉末烧结不完全、结合强度低，所得的打印件性能不达标。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种3D打印粉末的筛分方法，可有效提高打印粉末的流动性。为解决上述技术问题本专利技术所采用的技术方案是：3D打印粉末的筛分方法，包括以下步骤：步骤一、利用气流分级机对气雾化制备的通粉进行首次筛分，除去粒度为-15μm的超细粉末，得到粒度在15～250μm区间段的粉末；步骤二、利用手套箱对上述粒度在15～250μm区间段的粉末进行二次筛分，得到粒度在15～45μm区间段的打印粉末；步骤三、对粒度在15～45μm区间段的打印粉末进行封装。进一步的是：步骤一中的通粉为TA1钛粉、TC4钛合金粉末或TC21钛合金粉末。进一步的是：步骤一中在筛分之前先对气流分级机抽真空，然后冲入氩气后再通入通粉进行筛分。进一步的是：步骤一中筛分时气流分级机的叶轮转速为1600～2000rpm，进气量为1000～1500m3/h。进一步当时：步骤二中在二次筛分之前先对手套箱抽真空，然后冲入氩气后再通入粒度在15～250μm区间段的粉末进行筛分。进一步的是：步骤二中手套箱内水含量为1～10ppm，氧含量为10～10ppm。进一步的是：步骤二中采用超声波筛分机进行二次筛分。进一步的是：二次筛分时超声波的频率为15～20KHz，超声波筛分时间为10～20min。进一步的是：步骤三中采用充气包装机对打印粉进行封装。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过对气雾化制备的通粉进行连续筛分，依次将通粉中的超细粉末、大粒度粉末去除，最终得到粒度在15～45μm区间段的打印粉末；通过控制气流分级机风轮的转速和进气量、超声波震动筛分机的超声波频率和筛分时间，有效降低了超细粉末的数量，并通过对手套箱的水含量、氧含量等参数进行控制，有效降低了打印粉末的湿度和增氧量，通过充气包装避免真空包装使得粉末结块、粘连，影响粉末的流动性。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术进行进一步的说明。本专利技术公开了一种3D打印粉末的筛分方法，包括以下步骤：步骤一、将气雾化制备所得的TA1钛粉、TC4钛合金粉末或TC21钛合金粉末进行首次筛分，筛分选用气流分级机，在进行首次筛分前先对气流分级机的进料仓抽真空，然后充装氩气后再将气雾化制备通粉的收粉罐倒扣在气流分级机的进料口，启动气流分级机进行首次筛分，此步骤中可通过进料仓的球阀控制筛分的进料量，气流分级机的叶轮转速保持在1600～2000rpm，进气量保持在1000～1500m3/h，经过首次筛分出去粒度为-15μm的超细粉末，得到粒度在15～250μm区间段的粉末；步骤二、利用手套箱对粒度在15～250μm区间段的粉末进行二次筛分，在进行二次筛分之前先对手套箱的进料仓抽真空，然后充填氩气后再将步骤一中所得粒度在15～250μm区间段的粉末通入手套箱顶部的进料仓，可通过进料仓的球阀控制进料量，启动进料仓底部的超声波筛分机进行超声波筛分，超声波的频率控制在15～20KHz，超声波筛分时间控制在10～20min，经过二次筛分得到粒度在15～45μm区间段的打印粉末；步骤三，将粒度在15～45μm区间段的打印粉末封装进尼龙真空袋中，此步骤中采用充气包装机进行封装，若采用真空包装抽真空会使打印粉末结块、粘连，影响打印粉末的流动性；尼龙袋选用圆柱形的尼龙真空袋，圆柱形包装不易漏气且便于存放在圆柱形塑料盒中。上述步骤中，超声波筛分机、充气包装机都放置在手套箱内，以杜绝粉末在筛分过程和包装过程中与空气中的水、氧气接触，避免降低打印粉末的湿度和增氧量，从而来提高最终所得打印粉末的流动性。实施例1将装有气雾化制备所得TA1通粉的收粉罐倒扣在气流分级机的进料口，对气流分级机进行抽真空、通氩气，然后启动气流分级机进行首次筛分，控制气流分级机的叶轮转速为2000prm，进气量为1500m3/h；完成首次筛分后，将所得粒度在15～250μm区间段的TA1粉末通入手套箱中进行二次筛分，在筛分前对手套箱的进料仓抽真空、通氩气，然后启动超声波筛分机进行筛分，控制超声波的频率为15KHz，筛分时间20min，二次筛分完成得到粒度在15～45μm区间段的TA1打印粉末；最终在手套箱中用充气包装机将TA1打印粉末封装在圆柱形的尼龙真空袋中。实施例2将装有气雾化制备所得TC4通粉的收粉罐倒扣在气流分级机的进料口，对气流分级机进行抽真空、通氩气，然后启动气流分级机进行首次筛分，控制气流分级机的叶轮转速为1800prm，进气量为1300m3/h；完成首次筛分后，将所得粒度在15～250μm区间段的TC4粉末通入手套箱中进行二次筛分，在筛分前对手套箱的进料仓抽真空、通氩气，然后启动超声波筛分机进行筛分，控制超声波的频率为18KHz，筛分时间15min，二次筛分完成得到粒度在15～45μm区间段的TC4打印粉末；最终在手套箱中用充气包装机将TC4打印粉末封装在圆柱形的尼龙真空袋中。实施例3将装有气雾化制备所得TC21通粉的收粉罐倒扣在气流分级机的进料口，对气流分级机进行抽真空、通氩气，然后启动气流分级机进行首次筛分，控制气流分级机的叶轮转速为1600prm，进气量为1000m3/h；完成首次筛分后，将所得粒度在15～250μm区间段的TC21粉末通入手套箱中进行二次筛分，在筛分前对手套箱的进料仓抽真空、通氩气，然后启动超声波筛分机进行筛分，控制超声波的频率为20KHz，筛分时间10min，二次筛分完成得到粒度在15～45μm区间段的TC21打印粉末；最终在手套箱中用充气包装机将TC21打印粉末封装在圆柱形的尼龙真空袋中。采用霍尔流速计对三个实施例最终所得打印粉末的流动性进行测试，并以采用普通振动筛分所得打印粉末的流动性作为对比例进行对比，结果如下表：粉末类型普通筛分流动性(s/50g)本方法流动性(s/50g)TA1无37.5TC444.733.8TC2142.832.3从上表中数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.3D打印粉末的筛分方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、利用气流分级机对气雾化制备的通粉进行首次筛分，除去粒度为‑15μm的超细粉末，得到粒度在15～250μm区间段的粉末；步骤二、利用手套箱对上述粒度在15～250μm区间段的粉末进行二次筛分，得到粒度在15～45μm区间段的打印粉末；步骤三、对粒度在15～45μm区间段的打印粉末进行封装。

【技术特征摘要】
1.3D打印粉末的筛分方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、利用气流分级机对气雾化制备的通粉进行首次筛分，除去粒度为-15μm的超细粉末，得到粒度在15～250μm区间段的粉末；步骤二、利用手套箱对上述粒度在15～250μm区间段的粉末进行二次筛分，得到粒度在15～45μm区间段的打印粉末；步骤三、对粒度在15～45μm区间段的打印粉末进行封装。2.如权利要求1所述的3D打印粉末的筛分方法，其特征在于：步骤一中的通粉为TA1钛粉、TC4钛合金粉末或TC21钛合金粉末。3.如权利要求1所述的3D打印粉末的筛分方法，其特征在于：步骤一中在首次筛分之前先对气流分级机抽真空，然后冲入氩气后再通入通粉进行筛分。4.如权利要求1所述的3D打印粉末的筛分方法，其特征在于：步骤一中首次筛分时气流分...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢波，范亚卓，赵三超，
申请(专利权)人：成都先进金属材料产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51