用于三维结构物堆叠装置的材料再利用装置
阅读说明：本技术 用于三维结构物堆叠装置的材料再利用装置 (Material recycling device for three-dimensional structure stacking device ) 是由 尹汝洪 张宰荣 郑流淙 申明峻 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置,更具体地说,能在三维结构物堆叠装置高效率地进行材料的再利用,连接三维结构物堆叠装置与材料再利用装置并且在进行堆叠的过程中或堆叠完成后不需额外的处理过程就能再利用材料,提高再利用的精密度而缩短再利用时间并且提高再利用的材料的品质的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置。(Disclosed is a material recycling apparatus for a three-dimensional structure stacking apparatus based on selective laser sintering, and more particularly, to a material recycling apparatus for a three-dimensional structure stacking apparatus based on selective laser sintering, which can efficiently recycle materials in the three-dimensional structure stacking apparatus, connect the three-dimensional structure stacking apparatus and the material recycling apparatus, and recycle materials during stacking or after stacking is completed without an additional process, improve the precision of recycling to shorten the recycling time and improve the quality of recycled materials.)
技术领域
本发明涉及一种利用选择性激光烧结堆叠三维结构物的装置所使用的金属粉末材料的再利用装置。更具体地说，为了将选择性烧结中没有使用的材料重新使用而需要清除异物，用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置则与三维结构物堆叠装置连接而提高了材料的再利用效率。
背景技术
现有技术利用切削加工或射出成型之类的工艺制造机械零件或塑料产品之类的三维结构物。近来，以堆叠横截面层的方式制造该三维结构物的三维立体打印机逐渐得到普及。
三维立体打印机根据堆叠方式分成几种类型，例如，利用激光把粉末材料选择性地烧结的选择性激光烧结(SLS，Selective Laser Sintering)、熔融丝材并堆叠后把材料予以固化的熔融沉积成型(FDM，Fused Deposition Modeling)、把光照射到光硬化性材料予以硬化的立体光刻成型(SLA，Stereolithography)等各种方式，各方式根据所堆叠的三维结构物的形状、材质及强度等而各自具备优点与缺点，因此根据拟堆叠的三维结构物进行取舍选择。
初期的三维立体打印机通常用于把所设计的形状纯粹予以示出或试制的快速成型(RP，Rapid Prototype)用途或者制作用户私人使用的定制性结构物。
近来，三维立体打印机适用于个人通过互联网以附件方式寄付图形后下订单的定制性产品，或者由选择性地烧结金属粉末后堆叠的SLS式三维立体打印机制作现有技术较难通过切削加工或研磨之类的现有加工方式制作的零件或高强度的航空零件或定制的植入物等。
SLS方式的三维立体打印机在一侧设有盛装金属粉末的材料供应单元并且通过刮片等形成薄层，然后通过激光根据拟堆叠的三维结构物的横截面形状选择性地烧结，以该方式堆叠形成三维结构物。
SLS式三维立体打印机使用非常小的金属粉末并且通过激光施加高温热量地予以烧结，为了烧结而向金属粉末层照射激光的过程中发生火警的可能性非常高，因此SLS式三维立体打印机通常在腔室内充填惰性气体后进行堆叠。
而且，不同于其它方式的三维立体打印机，即使通过选择性烧结堆叠了三维结构物，所堆叠的三维结构物被没有烧结的金属粉末围绕而需要进行后续工序取出三维结构物。
现有技术由于堆叠三维结构物的空间与进行后续工序的空间在同一腔室内实现而使得后续工序变得非常复杂不方便，而且较难回收未用于烧结的粉末材料并予以再利用，再利用的效率非常低。尤其是，使用高价金属粉末的三维堆叠装置的再利用效率直接影响到三维结构物的生产成本，因此提高再利用效率是非常重要的，但现有的三维结构物堆叠装置的材料再利用效率低。
而且，在三维立体打印机堆叠三维结构物的期间或者堆叠后需要进行额外的处理过程来对材料进行再利用，无法有机地实现材料的再利用过程，而且连续堆叠三维结构物所需时间太多。
发明内容
本发明旨在解决前文所述的问题，本发明的目的是提供一种用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置，能在三维结构物堆叠装置高效率地进行材料的再利用，连接三维结构物堆叠装置与材料再利用装置并且在进行堆叠的过程中或堆叠完成后不需额外的处理过程就能再利用材料，提高再利用的精密度而缩短再利用时间并且提高再利用的材料的品质。
为了达到所述目的，本发明的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置包括：收纳模块，收纳置物板，该置物板为了针对基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置所堆叠的三维结构物进行后续处理而置放所堆叠形成的三维结构物及拟再利用的材料；筛分模块，设于所述收纳模块的下部，执行下述筛分(sieving)工序，该筛分工序用于从所述收纳模块进行三维结构物的后续处理工序过程中发生的金属粉末材料中清除异物并且对金属粉末材料予以再利用；连接单元，把所述收纳单元与筛分模块加以连接并且把收纳模块上发生的金属粉末材料传输给筛分模块；异物收纳单元，把所述筛分模块进行筛分工序后分离出来的异物加以收纳。
而且，还包括再处理模块，其为了把堆叠三维结构物的三维结构物堆叠装置上发生的金属粉末粉尘及堆叠后剩下的金属粉末予以回收后再利用而连接到所述三维结构物堆叠装置并且把拟再利用的金属粉末加以回收。
而且，所述再处理模块包括：负压生成单元，为了在所述三维堆叠装置回收金属粉末粉尘与堆叠后剩下的粉末而生成负压；防流入用过滤单元，防止所回收的金属粉末流入所述负压生成单元。
而且，还包括连通单元，该连通单元为了把所述再处理模块回收的金属粉末传输给筛分模块而把所述再处理模块与连接单元加以连接。
而且，所述筛分模块设有二阶段式过滤单元以便进行筛分工序把通过所述连接单元流入的金属粉末予以再利用，相比于第二个过滤单元，第一个过滤单元的过滤器的颗粒尺寸大。
而且，还包括超声波生成模块，其在所述筛分模块的过滤单元过滤所述金属粉末的期间为了提高过滤效率而向所述过滤单元施加超声波。
如前所述地构成的本发明能大幅提高三维结构物堆叠装置的材料再利用效率。
而且，再利用材料时不需要额外的处理过程，在堆叠过程中也能对材料进行再利用处理。
而且，提高材料再利用的精密度而缩短再利用时间并且提高再利用的材料的品质。
附图说明
图1是本发明一个实施例的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置的主视图。
图2是本发明一个实施例的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置的再处理模块的主视图。
图3是本发明一个实施例的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置的筛分模块的主视图。
图4示出了本发明的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置共享筛分模块的过滤单元的实施例。
(附图标记说明)
100：收纳模块
200：筛分模块
300：连接单元
400：异物收纳单元
500：再处理模块
600：连通单元
具体实施方式
下面接合附图详细说明本发明的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置。
图1是本发明一个实施例的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置的主视图，图2是本发明一个实施例的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置的再处理模块的主视图，图3是本发明一个实施例的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置的筛分模块的主视图，图4示出了本发明的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置共享筛分模块的过滤单元的实施例。
在三维结构物堆叠装置凭借选择性烧结堆叠形成三维结构物后需要进行后续处理工序把堆叠形成的三维结构物予以分离，本发明的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置回收后续处理工序中没有烧结的金属粉末予以再使用。现有技术在完成了堆叠的三维结构物堆叠装置进行后续处理工序，因此导致金属粉末污染装置而需要维护保养，使得高价金属粉末的再利用效率低。
本发明为了解决前述现有技术的金属粉末问题揭示一种用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置，可以在三维堆叠装置完成了堆叠后以本发明的材料再利用装置把置放三维结构物的置物板予以收纳后进行后续处理工序，把后续处理工序中发生的金属粉末予以收集并高效清除金属粉末中的异物并且高效回收能再使用的金属粉末，更进一步，把能够对金属粉末进行再处理的再处理模块连接到三维堆叠装置，能把三维结构物的堆叠结束后剩下的金属粉末立即回收后进行再处理，从而缩短金属粉末的再处理时间并且提高再处理效率。
本发明的用于基于选择性激光烧结的三维结构物堆叠装置的材料再利用装置包括：收纳模块100，收纳置物板，该置物板则置放凭借选择性激光烧结堆叠的三维结构物；筛分模块200，设于收纳模块100的下部，执行下述筛分(sieving)工序，该筛分工序从收纳模块100进行后续处理工序过程中发生的金属粉末进行过滤以便对金属粉末材料予以再利用；连接单元300，为了把收纳模块100上发生的金属粉末传输给筛分模块200而把收纳模块100与筛分模块200的投入口加以连接；异物收纳单元400，把经过筛分模块200过滤后拟再利用的金属粉末被传输给下部的金属粉末收纳单元220后滤掉的异物加以收纳。
本发明的收纳模块100把置放着三维结构物堆叠装置凭借选择性烧结堆叠的三维结构物的置物板加以收纳后执行后续处理工序并且把执行过程中发生的金属粉末传输给设于下部的筛分模块200。为了三维结构物的后续处理，也可以在收纳模块100的正面配备操作孔110后以手动方式进行后续处理工序。当然，收纳模块100内为了在后续处理工序中防止火警而充填了氩(Ar)之类的惰性气体，能把收纳模块100的内外部予以遮蔽，也可以为了操作便利而设有附接在操作孔110的手套。收纳模块100内也可以配备气枪以便提高后续处理工序的便利性。这是因为，凭借选择性烧结堆叠三维结构物时，由于堆叠的三维结构物被粉末材料围绕而需要使用气枪清除粉末材料。
本发明的筛分模块200通过连接单元300接受收纳模块100进行后续处理工序过程中发生的金属粉末材料并且通过过滤滤掉金属粉末材料内的异物，然后把能够再使用的金属粉末加以收纳。筛分模块200在上部通过连接到连接单元300的孔接受所回收的金属粉末材料后通过以两阶段构成的过滤单元210清除异物。这是为了提高过滤效率，三维堆叠时使用的金属粉末为了快速烧结及精密堆叠三维结构物而使用非常细微的粉末，使用一个过滤器对该细微粉末进行再利用的话过滤时花费的时间过长。因此，本发明为了清除其尺寸大于金属粉末材料的异物而在第一阶段使用颗粒尺寸大的过滤器210a，过滤了异物后，在第二阶段使用颗粒尺寸小的过滤器210b并最终过滤异物后把金属粉末传给金属粉末收纳单元220。为了在凭借过滤单元210进行过滤的过程中提高过滤效率而把超声波生成单元230附接在过滤器210并且让超声波抵达整体过滤单元210就能进一步提高过滤效率。
本发明的再处理模块500把堆叠三维结构物的三维堆叠装置内发生的金属粉末粉尘、堆叠后用于堆叠却剩下的金属粉末直接连接到三维结构物堆叠装置回收后予以再利用。基于选择性烧结的三维堆叠装置在选择性烧结之前较薄地展开金属粉形成层并且沿着三维结构物的截面形状照射激光堆叠，反复进行该过程，把形成层后剩下的金属粉末汇聚到一处。本发明的再处理模块500不仅直接回收三维堆叠装置内的金属粉末粉尘，还直接回收形成层后剩下的金属粉末并且予以再处理后对金属粉末材料予以再利用，通过再处理模块500形成金属粉末材料的循环结构而得以大幅减少再利用材料时所需要的人员与时间。
再处理模块500包括：负压生成单元510，为了在三维堆叠装置直接回收金属粉末而形成负压；回收孔530，凭借负压生成单元510所形成的负压回收金属粉末；防流入用过滤单元520，防止回收孔530所回收的金属粉末直接流入负压生成单元510；再处理过滤单元540，通过过滤对回收的金属粉末进行再处理。
负压生成单元510是一种形成负压的构成要素，把软管等物连接到设于外部的真空泵后使用的话在防止火警方面比较有利。优选地，防流入用过滤单元520由颗粒尺寸小于金属粉末尺寸的过滤器构成而使得负压传递到回收孔530却不会让金属粉末流入。优选地，如下设计，回收孔530的末端以旋风结构形成而使得所回收的金属粉末流向下部，负压所引起的空气流动则连接到设于上部的负压生成单元510。
再处理过滤单元540和前面说明的筛分模块200的过滤单元210具有相同结构，也可以为了降低生产成本而如下构成，即，不额外配备再处理过滤单元540，把连通单元600连接到连接单元300并且共同使用筛分模块200的过滤单元210。
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