一种类3d打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的方法、系统及多腔送料靴
阅读说明：本技术 一种类3d打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的方法、系统及多腔送料靴 (Method and system for uniformly mixing and filling metal powder into die cavity by 3D-like printing technology and multi-cavity feeding boot ) 是由 钟文镇 陈超 李国平 韩青 于 2020-06-04 设计创作，主要内容包括：本发明属于粉末冶金领域,具体涉及一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的方法、系统及多腔送料靴。利用多腔送料靴实现粉体分别给料,同时借助模腔的高速运动,将金属粉末逐层填充到模腔中的均匀混粉和填充模腔的方法。该方法的优势在于利用多腔送料靴和模腔的高速运动实现了粉末填充模腔过程,此填充工序替代了传统的混粉和填充两道工序,极大的提高了生产效率,节约了生产成本。(The invention belongs to the field of powder metallurgy, and particularly relates to a method and a system for uniformly mixing and filling metal powder into a die cavity by 3D-like printing technology, and a multi-cavity feeding shoe. The method is characterized in that powder is fed respectively by utilizing a multi-cavity feeding shoe, and metal powder is filled into a die cavity layer by virtue of high-speed movement of the die cavity to uniformly mix powder and fill the die cavity. The method has the advantages that the powder filling process of the die cavity is realized by utilizing the high-speed movement of the multi-cavity feeding shoe and the die cavity, the traditional powder mixing and filling processes are replaced by the filling process, the production efficiency is greatly improved, and the production cost is saved.)
技术领域
本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
粉末冶金技术生产产品的工艺过程包括混粉、填充模腔、压制、脱脂、烧结、精整等，混粉的不均匀性和填充模腔时的偏析现象是粉末冶金技术的技术难题，混粉和填充模腔阶段的不均匀性不可避免的传递给压制、烧结等工序，最终影响了粉末冶金产品的质量。
发明内容
为了解决混粉的不均匀性和填充模腔的偏析现象，本发明提供了一种利用多腔送料靴实现粉体分别给料，同时借助模腔的高速运动，将金属粉末逐层填充到模腔中的均匀混粉和填充模腔的方法。该方法的优势在于利用多腔送料靴和模腔的高速运动实现了粉末填充模腔过程，此填充工序替代了传统的混粉和充模两道工序，极大的提高了生产效率，节约了生产成本。
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面，提供了一种多腔送料靴，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔底部开口。
本发明的多腔送料靴一直是静止的，模腔固定到可旋转或直线运动的工作台上，随工作台一起高速运动，运动速度决定填充进模腔中的粉末料层的厚度，显然运动越快料层越薄。
本发明的第二个方面，提供了一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的系统，所述模腔设置在工作台下方，所述工作台上方设置有任一上述的多腔送料靴，所述模腔随所述工作台一起运动，所述多腔送料靴相对于工作台静止。所述工作台上与模腔接触处开设有孔。
通过控制多腔送料靴每个料腔的长度，驱动工作台带动模腔高速运动，可以使厚度△无限趋进于零，从而完成粉体填充模腔的同时实现均匀混粉。厚度是送料靴每个料腔填充到模腔中粉体的厚度，该厚度取决于料腔的长度、模腔的运动速度和粉末本身的流动特性。
本发明的第三个方面，提供了一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的方法，包括：
在上述的多腔送料靴装填待填充的粉料；
使多腔送料靴保持静止，模腔随工作台一起运动，使粉体从多腔送料靴底部排出，完成粉体填充模腔的同时实现均匀混粉。
本发明利用多腔送料靴实现粉体分别给料，同时借助模腔的高速运动，将金属粉末逐层填充到模腔中的均匀混粉和填充模腔。该方法的优势在于利用多腔送料靴和模腔的高速运动实现了粉末填充模腔过程，此填充工序替代了传统的混粉和填充两道工序，极大的提高了生产效率，节约了生产成本。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明利用多腔送料靴实现粉体分别给料，同时借助模腔的高速运动，将金属粉末逐层填充到模腔中的均匀混粉和填充模腔。该方法的优势在于利用多腔送料靴和模腔的高速运动实现了粉末填充模腔过程，此填充工序替代了传统的混粉和填充两道工序，极大的提高了生产效率，节约了生产成本。
(2)本发明装置结构简单、操作方便、成本低、实用性强，易于推广。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是实施例1的多腔送料靴/模腔模型；其中，1为多腔送料靴，2为模腔3为旋转台；
图2是实施例1的多腔送料靴层铺混粉/填充模腔展开原理图；其中，1为展开形式的多腔送料靴；2为模腔；4为箭头，表示模腔的运动方向；
图3是实施例1的填充模腔料层示意图，△∝0时，实现均匀混粉。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
一种利用多腔送料靴实现粉体分别给料，同时借助模腔的高速运动，将金属粉末逐层填充到模腔中的均匀混粉和填充模腔的方法。
一种多腔送料靴，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
本申请中对料腔的具体形状并不作特殊的限定，在一些实施例中，所述料腔为弧形、矩形、漏斗形，以满足不同速度的卸料要求。
在一些实施例中，所述各料腔中装填有不同的粉末。
本发明还提供了一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的系统，所述模腔设置在工作台下方，所述模腔上方设置有任一上述的多腔送料靴，所述模腔随所述工作台一起运动，所述多腔送料靴相对于工作台静止。
所述工作台上与模腔对应位置处开设有孔，以使多腔送料靴的粉末落入模腔。
本申请中对工作台的具体运动方式并不作特殊的限定，工作台可以是旋转运动的也可以是直线运动。旋转工作台送料靴一般有一个弧度，直线的送料靴一般就是矩形结构或者是漏斗结构。无论是旋转的还是直线的工作台可以和送料靴一起运动，也可以和模腔一起运动。目的是实现送料靴与模腔的相对运动，从而实现喂料。
在一些实施例中，所述工作台做直线运动，以使模腔随工作台同步运动，实现送料与喂料。
本发明还提供了一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的方法，包括：
在任一上述的多腔送料靴装填待填充的粉料；
使多腔送料靴保持静止，模腔随工作台一起运动，完成粉体填充模腔的同时实现均匀混粉。
在一些实施例中，所述多腔送料靴与工作台之间设置有毛毡，以保证多腔送料靴底部与工作台紧密贴合，减少外部气流干扰，提高其密闭性，同时，增加二者之间的摩擦力。
在一些实施例中，所述料腔可根据具体情况选择，长度直接决定了粉末的配比。
在一些实施例中，所述工作台的转速根据不同的粉体进行选择，因粉体的流动特性不同，转速范围也是不一样的，对于药粉转速要慢，对于金属粉末转速就要快很多。
在一些实施例中，所述工作台为圆盘，结构简单、便于安装和使用。
料仓个数由实际粉体的种类确定，料仓的长度可以调节。在一些实施例中，所述料腔为4～6个。
本申请中对粉体的种类并不作特殊的限定，因此，在一些实施例中，所述粉体为药粉和金属粉末，也还包括陶瓷粉末，水泥，复合材料、塑化剂等等，都可以采用本申请的系统实现均匀混粉和模腔填充。
本申请中对多腔送料靴的材质并不作特殊的限定，因此，在一些实施例中，所述多腔送料靴的材质为金属材质，便于制造，结构稳定。
将图1展开得到图2原理图，由图2可知多腔送料靴一直是静止的，模腔固定到工作台上，随工作台一起高速运动，运动速度决定填充进模腔中的粉末料层的厚度，显然运动越快料层越薄。
图3展示了料层厚度△，该厚度是送料靴每个送料腔室填充到模腔中粉体的厚度，该厚度取决于送料腔室的长度、模腔的运动速度和粉末本身的流动特性。通过控制多腔送料靴每个料腔的长度，驱动工作台带动模腔高速运动，可以使厚度△无限趋进于零，从而完成粉体填充模腔的同时实现均匀混粉。
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
实施例1：
一种利用多腔送料靴实现粉体分别给料，同时借助模腔的高速旋转，将金属粉末逐层填充到模腔2中的均匀混粉和填充模腔新方法。该方法的优势在于利用多腔送料靴1和模腔2的高速旋转实现了粉末填充模腔2过程，此填充工序替代了传统的混粉和填充两道工序，极大的提高了生产效率，节约了生产成本。
将图1展开得到图2原理图，由图2可知多腔送料靴1一直是静止的，模腔2固定到旋转台3上，随旋转台3一起高速旋转，旋转速度决定填充进模腔2中的粉末料层的厚度，显然旋转越快料层越薄。
图3展示了料层厚度△，该厚度是多腔送料靴1每个料腔填充到模腔2中粉体的厚度，该厚度取决于料腔的长度、模腔2的旋转速度和粉末本身的流动特性。通过控制多腔送料靴1每个料腔的长度，驱动旋转台3带动模腔2高速旋转，可以使厚度△无限趋进于零，从而完成粉体填充模腔2的同时实现均匀混粉。
实施例2：
一种多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
实施例3：
一种多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
所述料腔为弧形。
实施例4：
一种多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
所述各料腔中装填有不同的粉末。
实施例5：
一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的系统，所述模腔2设置在旋转台3下方，所述模腔2上方设置有多腔送料靴1，所述模腔2随所述旋转台3一起旋转，所述多腔送料靴1相对于旋转台3静止。
所述多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
实施例6：
一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的系统，所述模腔2设置在旋转台3下方，所述模腔2上方设置有多腔送料靴1，所述模腔2随所述旋转台3一起旋转，所述多腔送料靴1相对于旋转台3静止。
所述多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
所述多腔送料靴1与旋转台3之间设置有毛毡，以保证多腔送料靴1底部与旋转台3紧密贴合，减少外部气流干扰，提高其密闭性，同时，增加二者之间的摩擦力。
实施例7：
一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的系统，所述模腔2设置在旋转台3下方，所述模腔2上方设置有多腔送料靴1，所述模腔2随所述旋转台3一起旋转，所述多腔送料靴1相对于旋转台3静止。
所述多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
所述旋转台3为圆盘，结构简单、便于安装和使用。
实施例8：
一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的系统，所述模腔2设置在旋转台3下方，所述模腔2上方设置有多腔送料靴1，所述模腔2随所述旋转台3一起旋转，所述多腔送料靴1相对于旋转台3静止。
所述多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
所述料腔可根据具体情况选择，长度直接决定了粉末的配比。
实施例9：
一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的系统，所述模腔2设置在旋转台3下方，所述模腔2上方设置有多腔送料靴1，所述模腔2随所述旋转台3一起旋转，所述多腔送料靴1相对于旋转台3静止。
所述多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
所述旋转台3的转速根据不同的粉体进行选择，因粉体的流动特性不同，转速范围也是不一样的，对于药粉转速要慢，对于金属粉末转速就要快很多。
实施例10：
一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的系统，所述模腔2设置在旋转台3下方，所述模腔2上方设置有多腔送料靴1，所述模腔2随所述旋转台3一起旋转，所述多腔送料靴1相对于旋转台3静止。
所述多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
料仓个数由实际粉体的种类确定，料仓的长度可以调节。在本实施例中，所述料腔为4～6个。
实施例11：
一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的系统，所述模腔2设置在旋转台3下方，所述模腔2上方设置有多腔送料靴1，所述模腔2随所述旋转台3一起旋转，所述多腔送料靴1相对于旋转台3静止。
所述多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
所述粉体为药粉和金属粉末，也还包括陶瓷粉末，水泥，复合材料等等。
实施例12：
一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的系统，所述模腔2设置在旋转台3下方，所述模腔2上方设置有多腔送料靴1，所述模腔2随所述旋转台3一起旋转，所述多腔送料靴1相对于旋转台3静止。
所述多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
所述多腔送料靴1的材质为金属材质。
实施例13：
一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的方法，包括：
在任一上述实施例的多腔送料靴1中装填待填充的粉料；
使多腔送料靴1保持静止，模腔2随旋转台3一起旋转，完成粉体填充模腔2的同时实现均匀混粉。
实施例14：
一种类3D打印技术的金属粉末均匀混粉/填充模腔的系统，所述模腔2设置在直线型工作台下方，所述模腔2上方设置有多腔送料靴1，所述模腔2随所述直线型工作台一起运动，所述多腔送料靴1相对于直线型工作台静止。
所述多腔送料靴1，包括：多个料腔，所述多个料腔串联设置，料腔无底板。
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。