CN108438316A - 一种3d打印用活性金属粉的包装装置 - Google Patents
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Abstract
一种3D打印用活性金属粉的包装装置，属于粉末包装技术领域。装置包括集料罐、料罐支架、进料球阀、手套箱、不锈钢管、排气阀、进气阀等；集料罐在料罐支架上倒立，罐口连接进料球阀，进料球阀的下端连接不锈钢管，不锈钢管连通手套箱内部。使用时先安装好装置，打开手套箱，将包装桶放到手套箱内；手套箱在抽真空及充氩气过程通过排气阀和进气阀进行排气和充气；通过进料球阀3进行装粉；最后用电磁感应封口器8进行封口。优点在于：具有良好的密封性，避免人工加料粉末吸湿、增氧问题及杂质污染。
Description
技术领域
本发明属于粉末包装技术领域，特别涉及一种3D打印用活性金属粉的包装装置。
背景技术
增材制造(AM)，又称3D打印，通过计算机辅助设计(CAD)的三维模型数据将材料逐层累加制造实体零件，被称为引发“第三次工业革命”的智能制造技术。增材制造使用的原材料需具备较高的球形度、较好的流动性、较为集中的粒径分布及较低的氧含量。因而在上述要求下，对于直接由雾化制粉炉生产出来的通粉，必须通过严格的处理，才能获得满足3D打印要求的合格金属粉末。
通过对国内外金属粉末包装情况调研发现，粉末包装比较简陋，一种塑料非真空包装，至于铁桶或塑料桶均为敞开式，包装简单快捷。另外一种常见的包装采用真空塑封，采用阻隔性(气密性)优良的包装材料及严格的密封技术和要求，能有效防止包装粉末与外界杂质的接触，既可避免粉末吸湿、吸潮，又可防止二次污染。
现有主要包装方法有两种，第一种粉末包装比较简单快捷，采用塑料非真空包装，至于铁桶或塑料桶均为敞开式，但粉末处理过程中始终与大气接触，当采用此方法处理钛合金粉末时，很容易引起钛合金粉末的增氧、吸潮。粉末长时间与空气接触容易带入杂质，造成粉末污染。另外一种常见的包装采用真空塑封，采用阻隔性(气密性)优良的包装材料及严格的密封技术和要求，能有效防止包装粉末与外界杂质的接触，既可避免粉末吸湿、吸潮，又可防止二次污染，但此种方法的弊端是在包装固定的空间内，内部压力低于一个大气压力的气体状态，长时间储存粉末易发生结块现象，或者漏气。综合上述问题，本专利设计了一种专用于活性金属粉末的包装装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印用活性金属粉的包装装置，解决了对易燃易爆、易受氧污染、纯洁度要求较高的活性金属粉末包装时氧含量增加及粉末吸潮结块的问题。
一种3D打印用活性金属粉的包装装置，包括集料罐1、料罐支架2、进料球阀3、手套箱4、不锈钢管5、排气阀6、进气阀7、电磁感应封口器8和包装桶9。装有金属粉末的集料罐1在料罐支架上2倒立放置，集料罐1的罐口连接进料球阀3，进料球阀3的下端连接不锈钢管5，不锈钢管5连通手套箱4内部，通过进料球阀3控制粉末的进料量，手套箱4上装有排气阀6和进气阀7，手套箱4在抽真空及充氩气过程通过排气阀6和进气阀7进行排气和充气；电磁感应封口器8位于手套箱4内，不锈钢管5的下端为包装桶9，粉末装入包装桶9后，通过电磁感应封口器8将桶密封。
上述包装装置的使用方法，具体步骤及参数如下：
1、首先将装有已筛分完毕的活性金属粉末的集料罐1在料罐支架2上倒立吊装，集料罐1的罐口与进料球阀3及不锈钢管5连接，手套箱4外部与内部环境通过不锈钢管5连接，集料罐1出粉采用进料球阀3控制；
2、打开手套箱4，将包装桶9放到手套箱4内；
3、关闭进气阀7，打开排气阀6，通过外部连接的真空泵对手套箱4进行整体抽真空，当压力达到-0.1Mpa时，关闭排气阀6和真空泵停止抽真空；
4、打开进气阀7，向手套箱4内充入氩气，当真空压力表指针为0时，表示手套箱4内外压力平衡，手套箱4充满氩气，后关闭进气阀7；
5、将包装桶9置于连接集料罐1的不锈钢管5下方，打开进料球阀3进行装粉；
6、完成装粉后，用电磁感应封口器8进行封口。
所述集料罐1与不锈钢管5的连接为卡箍式连接，卡式连接或法兰连接；
包装桶9为铝罐、不锈钢罐或其他材质。
步骤4中所述保护气体为氩气、氮气或其他惰性气体。
本发明的优点在于：
1)包装过程采用惰性气体保护，本装置需要先抽真空再进行惰性气体充入，因而需要本装置具有良好的密封性，涉及到进气阀和排气阀设计；
2)封装前的加料装置采用进料球阀关闭实现粉末与外界空气隔离，避免人工加料粉末吸湿、增氧问题及杂质污染；
3)采用本专利在处理任何粒度段粉末，尤其是15-53微米区间，能有效避免因真空状态导致粉末压实结块，在氩气保护封装条件下，有效解决粉末增氧问题，包装过程中不与外界空气接触，降低外界杂质混入，最终实现3D打印用金属粉末的质量保证，及长期储存的质量稳定性。
附图说明
图1为包装装置示意图。其中，集料罐1、料罐支架2、进料球阀3、手套箱4、不锈钢管5、排气阀6、进气阀7、电磁感应封口器8、包装桶9。
具体实施方式
实施例1
一种3D打印用活性金属粉的包装装置，包括集料罐1、料罐支架2、进料球阀3、手套箱4、不锈钢管5、排气阀6、进气阀7、电磁感应封口器8和包装桶9。装有金属粉末的集料罐1在料罐支架上2倒立放置，集料罐1的罐口连接进料球阀3，进料球阀3的下端连接不锈钢管5，不锈钢管5连通手套箱4内部，通过进料球阀3控制粉末的进料量，手套箱4上装有排气阀6和进气阀7，手套箱4在抽真空及充氩气过程通过排气阀6和进气阀7进行排气和充气；电磁感应封口器8位于手套箱4内，不锈钢管5的下端为包装桶9，粉末装入包装桶9后，通过电磁感应封口器8将桶密封。
使用时的步骤及参数为：
1)清理手套箱4，清理手套箱4内外连接不锈钢管5。
2)将装有25公斤粉末的集料罐1，粉末为筛分完毕的Ti-6Al-4V，粒度15-53μm，倒置在料罐支架2上，关闭进料球阀3。
3)确保进料球阀3关闭后，通过卡箍与不锈钢管5连接。
4)关闭进气阀7，打开排气阀6，然后开启外部连接真空泵，对手套箱4进行整体抽真空，抽空时间大约为15min后。
5)当压力达到-0.1Mpa时，关闭排气阀6和真空泵，打开进气阀7，通过进气口向手套***充入氩气，充氩时间约3min。
6)充氩气结束后，打开进料球阀3至1/3进行加料。
7)通过手套箱4上玻璃视窗观察，加到合适位置后，关闭进料球阀3，旋紧包装桶盖，用电磁感应封口器8塑封。
8)封装完毕，打开手套箱4取出后包装完成的粉末。
粉末封装过程极大程度降低了与空气接触，降低增氧，保持粉末干燥，状态良好。见表1。
表1粉末状态对比表
Claims (4)
1.一种3D打印用活性金属粉的包装装置，包括集料罐(1)、料罐支架(2)、进料球阀(3)、手套箱(4)、不锈钢管(5)、排气阀(6)、进气阀(7)、电磁感应封口器(8)和包装桶(9)；装有金属粉末的集料罐(1)在料罐支架上(2)倒立放置，集料罐(1)的罐口连接进料球阀(3)，进料球阀(3)的下端连接不锈钢管(5)，不锈钢管(5)连通手套箱(4)内部，通过进料球阀(3)控制粉末的进料量，手套箱(4)上装有排气阀(6)和进气阀(7)，手套箱(4)在抽真空及充氩气过程通过排气阀(6)和进气阀(7)进行排气和充气；电磁感应封口器(8)位于手套箱(4)内，不锈钢管(5)的下端为包装桶(9)，粉末装入包装桶(9)后，通过电磁感应封口器(8)将桶密封；
上述包装装置的使用方法，具体步骤及参数如下：
1)首先将装有已筛分完毕的活性金属粉末的集料罐(1)在料罐支架(2)上倒立吊装，集料罐(1)的罐口与进料球阀(3)及不锈钢管(5)连接，手套箱(4)外部与内部环境通过不锈钢管(5)连接，集料罐(1)出粉采用进料球阀(3)控制；
2)打开手套箱(4)，将包装桶(9)放到手套箱(4)内；
3)关闭进气阀(7)，打开排气阀(6)，通过外部连接的真空泵对手套箱(4)进行整体抽真空，当压力达到-0.1Mpa时，关闭排气阀(6)和真空泵停止抽真空；
4)打开进气阀(7)，向手套箱(4)内充入氩气，当真空压力表指针为0时，表示手套箱(4)内外压力平衡，手套箱(4)充满氩气，后关闭进气阀(7)；
5)将包装桶(9)置于连接集料罐(1)的不锈钢管(5)下方，打开进料球阀(3)进行装粉；
6)完成装粉后，用电磁感应封口器(8)进行封口。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集料罐(1)与不锈钢管(5)的连接为卡箍式连接，卡式连接或法兰连接。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，包装桶(9)为铝罐、不锈钢罐或其他材质。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，使用步骤4)中所述保护气体为氩气、氮气或其他惰性气体。
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Effective date of registration: 20190412 Address after: 065500 South District of Gu'an County Industrial Park, Langfang City, Hebei Province Applicant after: China Aviation Maite Fanye Technology (Guan) Co.,Ltd. Address before: 100094 New Material Venture Building 909, No. 7 Fenghui Zhongjie, Haidian District, Beijing Applicant before: BEIJING AMC POWDER METALLURGY TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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Application publication date: 20180824 |