用于加性制造系统的活性金属粉末的回收系统技术方案

公开一种用于金属粉末、例如活性金属粉末的回收系统。该系统可包含：容器；以及压力源，其与容器进行流体连通用于在容器内创建所选压力，容器包含：配置成保持液体的箱的下部的入口以及出口。控制器控制压力源以便在真空状态(其引起空气带走的金属粉末流进入入口用于经由通过液体中的浸入而从空气中去除金属粉末来形成回收的金属粉末)与蒸发状态(其使液体蒸发成气体，其经过出口离开)之间控制在容器内施加的压力。冷凝器将气体冷凝成冷凝液体。

Recovery system of active metal powders for additive manufacturing systems

A recycling system for a metal powder, such as an active metal powder, is disclosed. The system may include a container, and a pressure source that is in fluid communication with the container for creating the selected pressure in the container comprising an inlet and an outlet of the lower part of the case configured to hold the liquid. The controller control pressure source to the vacuum state (the metal powder flow into the air to take entrance for through immersed in the liquid from the air in the removal of metal powder to form metal powder recovery) and evaporation condition (the liquid evaporated into gas, through its exit) between the control applied in the container pressure. The condenser condenses the gas into condensed liquid.

【技术实现步骤摘要】
用于加性制造系统的活性金属粉末的回收系统
本公开一般涉及加性制造，以及更具体来说涉及用于加性制造系统的金属粉末的回收系统，并且在应用于活性金属粉末时是特别有利的。
技术介绍
加性制造(AM)包含经过材料的连续分层而不是材料的去除来产生对象的各种各样的过程。因此，加性制造能够创建复杂几何结构，而无需使用任何种类的工具、模具或固定装置，并且具有极少或没有废料。不是从材料的实心坯(其中许多被切掉并且丢弃)来加工组件，加性制造中使用的唯一材料是使对象成形所要求的材料。加性制造技术通常包含获取待形成对象的三维计算机辅助设计(CAD)文件，以电子方式将对象切片为例如18-102微米厚的层，并且采用每层的二维图像来创建文件。文件然后可加载到制备软件系统中，其解释文件，使得对象能够通过不同类型的加性制造系统来构建。在加性制造的3D打印、快速原型制作(RP)和直接数字制造(DDM)形式中，有选择地分发材料层以创建对象。在金属粉末加性制造技术、例如选择性激光熔融(SLM)和直接金属激光熔融(DMLM)中，金属粉末层依次熔融在一起以形成对象。更具体来说，薄金属粉末层在使用涂敷器均匀分布在金属粉末床上之后依次熔融。金属粉末床能够在垂直轴线中移动。该过程在具有惰性气体(例如氩或氮)的准确控制的气氛的处理室中进行。一旦创建每层，对象几何结构的每个二维层面能够通过有选择地熔融金属粉末来熔合。熔融可由高功率激光器、例如100瓦镱激光器来执行，以便完全焊接(熔融)金属粉末以形成固体金属。激光器使用扫描镜在X-Y方向上移动，并且具有足以完全焊接(熔融)金属粉末以形成固体金属的强度。金属粉末床对于每个后续二维层降低，并且该过程重复进行，直到完全形成对象。加性制造中使用的某些金属粉末是活性的；也就是说，它们在氧环境、例如空气中采取粉末形式是可燃的或易燃的。两个示例活性金属粉末是铝和钛。活性金属粉末相对于加性制造在加性制造机器的清洁、金属粉末屑的清洁等方面造成挑战。当前，活性金属粉末在湿式分离器、即湿真空中从它们所在的任何表面(例如AM系统的处理室、其周围的地面上等)来收集。常规湿式(又称作浸入)分离器将活性金属粉末真空到室(其中粉末浸入液体、例如水或油中)中，以创建液体-金属粉泥供更安全操控。市场可得到的示例湿式或浸入分离器包含：从Tiger-VacInternational,Inc.(Laval，Quebec，CA)可得到的Tiger-VacSS-ITEX型号或者从RuwacUSA(Holyoke，MA，USA)可得到的RuwacNA、NA35或NA250型号。在任何湿式分离器中，湿式分离器上的室(例如箱)进行填充，并且要求周期清空。当前湿式分离器没有分离液体和金属粉末，这要求使用昂贵的和复杂危险的废物处置技术对泥浆的处置。
技术实现思路
本公开的第一方面提供一种用于金属粉末的回收系统，该回收系统包括：容器；压力源，与容器进行流体连通用于在容器内创建所选压力，容器包含：配置成保持液体的箱的下部的入口以及出口；控制器，控制压力源以在真空状态与蒸发状态之间控制在容器内所施加的压力，在该真空状态中，压力引起空气带走的金属粉末流进入入口用于经由通过将空气带走的金属粉末浸入液体中而从空气中去除金属粉末来形成回收的金属粉末，在蒸发状态中，容器内的压力使液体蒸发成气体，其经过出口离开；以及冷凝器，与容器的出口进行流体连通用于接收来自容器的气体并且将气体冷凝成冷凝液体。本公开的第二方面提供一种金属粉末加性制造系统，包括：金属粉末加性制造打印机，包含处理室和控制器；以及用于金属粉末的回收系统，回收系统包含：容器；压力源，与容器进行流体连通用于在容器内创建可变压力，容器包含：配置成保持液体的箱的下部的入口以及出口；控制器，控制压力源以在真空状态与蒸发状态之间控制在容器内所施加的可变压力，在该真空状态中，空气带走的金属粉末流从处理室进入入口用于经由通过将空气带走的金属粉末浸入液体中而从空气中去除金属粉末来形成回收的金属粉末，在该蒸发状态中，容器内的可变压力使液体蒸发成气体，其经过出口离开；以及冷凝器，与容器的出口进行流体连通用于接收来自容器的气体并且将气体冷凝成冷凝液体。本公开的第三方面提供一种回收金属粉末的方法，该方法包括：带走空气流中的金属粉末；通过使空气流经过容器中的液体来将金属粉末与空气流浸入分离；以及通过将液体从容器蒸发为气体并且从容器中去除气体来回收金属粉末。本公开的说明性方面设计成解决本文所述的问题和/或未论述的其他问题。本专利技术提供一组技术方案,如下:1.一种用于金属粉末的回收系统，所述回收系统包括：容器；压力源，与所述容器进行流体连通用于在所述容器内创建所选压力，所述容器包含：配置成保持液体的箱的下部的入口以及出口；控制器，控制所述压力源以便在真空状态与蒸发状态之间控制在所述容器内施加的所述压力，在所述真空状态中，所述压力引起空气带走的金属粉末流进入所述入口用于经由通过将所述空气带走的金属粉末浸入所述液体中而从所述空气中去除所述金属粉末来形成回收的金属粉末，在所述蒸发状态中，所述容器内的所述压力使所述液体蒸发成气体，其经过所述出口离开；以及冷凝器，与所述容器的所述出口进行流体连通用于接收来自所述容器的所述气体并且将所述气体冷凝成冷凝液体。2.如技术方案1所述的回收系统，还包括用于收集来自所述冷凝器的所述冷凝液体的收集容器。3.如技术方案1所述的回收系统，其中，所述金属粉末包含从由铝和钛所组成的组中选取的活性金属粉末。4.如技术方案1所述的回收系统，其中，所述液体包含水。5.如技术方案1所述的回收系统，还包括惰性气体源，其在流体上耦合到所述容器用于将惰性气体注入到所述容器中。6.如技术方案1所述的回收系统，还包括加热元件，其耦合到所述容器用于改变所述容器内的温度。7.一种金属粉末加性制造系统，包括：金属粉末加性制造打印机，包含处理室和控制器；以及用于所述金属粉末的回收系统，所述回收系统包含：容器；压力源，与所述容器进行流体连通用于在所述容器内创建可变压力，所述容器包含：配置成保持液体的箱的下部的入口以及出口；控制器，控制所述压力源以便在真空状态与蒸发状态之间控制在所述容器内施加的可变压力，在所述真空状态中，空气带走的金属粉末流从所述处理室进入所述入口用于经由通过将所述空气带走的金属粉末浸入所述液体中而从所述空气中去除所述金属粉末来形成回收的金属粉末，在所述蒸发状态中，所述容器内的所述可变压力使所述液体蒸发成气体，其经过所述出口离开；以及冷凝器，与所述容器的所述出口进行流体连通用于接收来自所述容器的所述气体并且将所述气体冷凝成冷凝液体。8.如技术方案7所述的金属粉末加性制造系统，其中，所述金属粉末包含从由铝和钛所组成的组中选取的活性金属粉末。9.如技术方案8所述的金属粉末加性制造系统，还包括惰性气体源，其在流体上耦合到所述容器用于将惰性气体注入到所述容器中。10.如技术方案9所述的金属粉末加性制造系统，其中，所述惰性气体源在流体上耦合到所述处理室。11.如技术方案7所述的金属粉末加性制造系统，其中，所述液体包含水。12.如技术方案7所述的金属粉末加性制造系统，其中，所述容器包含可拆卸金属粉末保持器，在其上收集所述回收的金属粉末。13.如技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于金属粉末的回收系统(100)，所述回收系统(100)包括：容器(162)；压力源(164)，与所述容器(162)进行流体连通用于在所述容器(162)内创建所选压力，所述容器(162)包含：配置成保持液体(180)的箱(170)的下部(178)的入口(176)以及出口(182)；控制器(190)，控制所述压力源(164)以便在真空状态与蒸发状态之间控制在所述容器(162)内施加的所述压力，在所述真空状态中，所述压力引起空气带走的金属粉末流进入所述入口(176)用于经由通过将所述空气带走的金属粉末浸入所述液体(180)中而从所述空气中去除所述金属粉末来形成回收的金属粉末，在所述蒸发状态中，所述容器(162)内的所述压力使所述液体(180)蒸发成气体(194)，其经过所述出口(182)离开；以及冷凝器(200)，与所述容器(162)的所述出口(182)进行流体连通用于接收来自所述容器(162)的所述气体(194)并且将所述气体(194)冷凝成冷凝液体(202)。

【技术特征摘要】
2016.02.12 US 15/0422861.一种用于金属粉末的回收系统(100)，所述回收系统(100)包括：容器(162)；压力源(164)，与所述容器(162)进行流体连通用于在所述容器(162)内创建所选压力，所述容器(162)包含：配置成保持液体(180)的箱(170)的下部(178)的入口(176)以及出口(182)；控制器(190)，控制所述压力源(164)以便在真空状态与蒸发状态之间控制在所述容器(162)内施加的所述压力，在所述真空状态中，所述压力引起空气带走的金属粉末流进入所述入口(176)用于经由通过将所述空气带走的金属粉末浸入所述液体(180)中而从所述空气中去除所述金属粉末来形成回收的金属粉末，在所述蒸发状态中，所述容器(162)内的所述压力使所述液体(180)蒸发成气体(194)，其经过所述出口(182)离开；以及冷凝器(200)，与所述容器(162)的所述出口(182)进行流体连通用于接收来自所述容器(162)的所述气体(194)并且将所述气体(194)冷凝成冷凝液体(202)。2.如权利要求1所述的回收系统(158)，还包括用于收集来自所述冷凝器(200)的所述冷凝液体(202)的收集容器(162)。3.如权利要求1所述的回收系统(158)，其中，所述金属粉末包含从由铝和钛所组成的组中选取的活性金属粉末。4.如权利要求1所述的回收系统(158)，其中，所述液体(180)包含水。5.如权利要求1所述的回收系统(158)，还包括惰性气体源(194)，其在流体上耦合到所述容器(162)用于将惰性气体(194)注入到所述容器(162)中。6.如权利要求1所述的回收系统(158)，还包括加热元件，其耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：DE克里尔，AL小斯万纳，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US