发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种去除球形粉末中不规则颗粒的装置及其去除方法，把球形粉末中夹杂的一些未被球形化或者球形效果不佳的不规则颗粒去除掉，提高球形粉末的球形率，从而提高粉末流动性和堆积密度，进一步提升粉末性能。

本发明提供一种去除球形粉末中不规则颗粒的装置，所述装置包括料斗、倾斜平板、水平台面和收料装置，所述料斗位于所述倾斜平板上方，所述收料装置位于所述水平台面的下方；所述倾斜平板的斜度为θ(即所述倾斜平板与水平方向之间有夹角θ)，所述水平台面平行于水平方向；所述倾斜平板的下端连接在所述水平台面的一端，所述收料装置设置于所述水平台面的另一端。

根据本发明的实施方案，所述倾斜平板的长度与所述水平台面的长度比值范围为8-20，优选为10-15。

根据本发明的实施方案，所述水平台面的长度为5-50mm。

根据本发明的实施方案，所述倾斜平板的斜度θ为10°-70°，优选为10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°。

根据本发明的实施方案，所述料斗和所述倾斜平板可调节的固定在支撑架上。优选地，支撑架上还设有支撑杆，所述料斗和所述倾斜平板可通过所述支撑杆调节高度或斜度，从而使漏斗的下端部和倾斜平板间距尽量小。

根据本发明的实施方案，所述倾斜平板和所述水平台面可拆卸的设置在所述装置上，并根据需要更换。

根据本发明的实施方案，所述倾斜平板和水平台面的表面粗糙度Ra小于0.2μm。优选地，所述倾斜平板和水平台面选自不锈钢板、玻璃板等表面粗糙度Ra小于0.2μm的材料，当球形粉末在倾斜平板上滑动时，球形粉末与倾斜平板之间产生的阻力较小，在球形粉末在重力作用下沿倾斜平板向下运动时，可以获得足够的动能，滚动前进到设于水平台面另一端的收料装置中或水平台面靠近收料装置的一端；而不规则颗粒则在倾斜平板上不能获得足够的动能，当其落到水平台面上时，不规则颗粒的动能迅速降低为零，停留在水平台面靠近倾斜平板一端，甚至停留在倾斜平板上。

根据本发明的实施方案，所述收料装置包括球形颗粒收料罐和不规则颗粒收料罐。

根据本发明的实施方案，所述料斗的下端设有下料口。

优选地，所述料斗的下料口为长形的窄口。优选地，所述窄口的宽度为1-5mm。

根据本发明的实施方案，所述漏斗上的窄漏口可与所述倾斜平板接触或不接触，目的在于避免球形粉末从料斗的窄漏口下落至倾斜平板时被弹飞出装置之外。

在本发明的一个实施方案中，所述下料口的下端与所述倾斜平板的上表面之间具有间隙。优选地，所述间隙为1-3mm，优选为2.5mm。

根据本发明的实施方案，球形粉末的平均粒径为15-500μm。

根据本发明的实施方案，球形粉末的流动性20-40s/50g。

根据本发明的实施方案，球形粉末选自金属粉末、非金属粉末或者高分子粉末中的至少一种。

根据本发明的实施方案，所述球形粉末中包括不规则颗粒和球形颗粒。

优选地，球形颗粒占球形粉末的质量比为80-95wt％，例如，80wt％、82wt％、85wt％、88wt％、90wt％、93wt％、95wt％或任意两个数值之间的范围。

优选地，所述不规则颗粒包括片状颗粒、类球形颗粒、半球形颗粒等中的至少一种。

本发明还提供一种球形粉末中不规则颗粒的去除方法，通过上述去除球形粉末中不规则颗粒的装置去除球形粉末中不规则颗粒。

根据本发明的实施方案，上述去除方法，具体步骤如下：

(1)将球形粉末盛至料斗中；

(2)球形粉末从料斗落至下方的倾斜平板上，球形粉末沿倾斜平板滑落，球形粉末中的球形颗粒滚落至收料装置，不规则颗粒滚落至水平台面，实现球形颗粒与不规则颗粒分离。

根据本发明的实施方案，所述球形粉末、球形颗粒和不规则颗粒具有如上所述定义。

根据本发明的实施方案，在上述去除方法中，每次在所述料斗中添加的球形粉末量不做具体限定，每次处理时，料斗中的添加量不能太多，根据实际情况添加，目的在于防止球形粉末堆积在倾斜平板上，影响去除球形粉末中不规则颗粒的操作。示例性地，所述料斗中添加的球形粉末可以为料斗体积的1/5-1/3或1/10-1/5。

根据本发明的实施方案，添加球形粉末时，添加速度可根据实际操作进行调整，从而防止粉末撞击倾斜平板，弹飞出装置之外。例如，球形粉末的添加速度为1-100g/min。

根据本发明的实施方案，在去除不规则颗粒前，球形粉末还可进行脱水处理，例如热处理或真空热处理，从而提高待处理粉末的流动性。

根据本发明的实施方案，在步骤(1)添加球形粉末前，还需对倾斜平板和水平台面进行清理。本发明对清理不做具体限定，可采用本领域常用的技术手段进行清理，例如采用溶剂擦拭清理、毛刷轻扫，比如采用无水乙醇擦拭。

根据本发明的实施方案，球形粉末粒径为15-500μm。

根据本发明的实施方案，球形粉末是具有一定流动性的粉末。示例性地，球形粉末的流动性20-40s/50g，例如20s/50g、25s/50g、30s/50g、35s/50g、40s/50g。

根据本发明的实施方案，球形粉末选自金属粉末、非金属粉末或者高分子粉末中的任一种。

优选地，所述金属粉末选自NiTi、TC4、TA31、Ti、316、316L、304、W、WC、Mo、MoRe、Au、Ag、Cu中的任一种。

优选地，所述非金属粉末选自氧化锆球形粉末、氧化铝、氮化铝、氧化硅、硅、氧化铈、氧化钇中的任一种。

优选地，高分子粉末选自聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、酚醛树脂、脲醛树脂、聚丁二烯(顺丁橡胶)、聚异戊二烯(异戊橡胶)、氯丁橡胶、丁基橡胶中的任一种。

根据本发明的实施方案，通过上述方法得到的球形颗粒，流动性较球形粉末提高了8-15％。

本发明还提供一种球形粉末中不规则颗粒含量的测量方法，所述测量方法包括上述去除方法。

根据本发明的实施方案，球形粉末中不规则颗粒含量的测量方法，具体包括如下步骤：

(A1)称取质量为M的球形粉末；

(A2)将球形粉末采用上述去除方法；

(A3)收集球形粉末中的球形颗粒，称重记为m；

(A4)计算球形粉末中不规则颗粒的百分比含量：(M-m)/M×100％。

根据本发明的实施方案，所述去除方法具有如上所述定义。

根据本发明的实施方案，M优选为100-1000g。

根据本发明的实施方案，在步骤(A1)中，将质量为M的球形粉末均分为n份，优选地，n为10-1000等份。

根据本发明的实施方案，为了保证测量方法的准确性，步骤(A2)中，所述料斗中添加的球形粉末小于料斗体积的1/3，示例性地，球形粉末为料斗体积的1/5-1/3或1/10-1/5。

根据本发明的实施方案，添加球形粉末时，添加速度可根据实际操作进行调整，从而防止粉末撞击倾斜平板，弹飞出装置之外。例如，球形粉末的添加速度为1-100g/min。

根据本发明的实施方案，球形粉末粒径为15-500μm。

根据本发明的实施方案，球形粉末的流动性为20-40s/50g，例如20s/50g、25s/50g、30s/50g、35s/50g、40s/50g。

优选地，所述球形粉末具有如上所述定义。

本发明还提供通过上述装置或上述球形粉末中不规则颗粒的去除方法得到的球形粉末在3D打印中的应用。优选地，所述3D打印包括SLM 3D打印。

优选地，所述球形粉末经3D打印后得到实体。优选地，所述实体的致密度为99.8％。

本发明的有益效果：

1.本发明利用球形粉末中球形颗粒和非球形颗粒流动性的差异，提供一种去除球形粉末中不规则颗粒的装置，实现去除球形粉末中不规则粉末，提高了球形粉末的球形率、流动性。

2.通过本发明的去除方法，可以去除球形颗粒上的一些黏附灰份(如PS法制备中形成的一些纳米絮状物质)，以及一些流动性差的小颗粒球形颗粒，且去除过程中材料损耗小，不会造成球性粉末的浪费；同时，本发明的去除方法还提高了用于3D打印球形粉末的质量，从而增加了3D打印使用的性能效果。

3.本发明的去除球形粉末中不规则颗粒的装置和去除方法，操作简单，不仅可实现小批量的球形粉末去除操作，也可以制成大尺寸装置，并实现自动化，从而在制粉生产线上使用。

4、本发明的球形粉末中不规则颗粒含量的测量方法，测量方法误差小，可操作性强，适用于测量各种球形粉末中的不规则颗粒含量。