[发明专利]用于促进增材制造后的优先回收的定制金属粉末原料

说明书

公开了用于增材制造的定制金属粉末原料，以及自其回收废物流的方法。可预先选择原料颗粒的一种或多种特征，然后生产定制金属粉末原料。在定制金属粉末原料被用于增材制造操作中之后，可获得废物粉末并使之经受一种或多种预定的粉末回收方法。至少部分地由于预先选择的颗粒特征，在粉末回收期间，至少一些第一颗粒优先与至少一些第二颗粒分离。

背景技术

增材制造定义为“与减材制造方法相反，通常一层叠一层地接合材料以根据3D模型数据制造物体的工艺。”ASTM F2792-12a，标题为“增材制造技术的标准术语”。可在一些增材制造技术如粘结剂喷射、粉末床融合或定向能量沉积中使用粉末以生产增材制造零件。有时使用金属粉末来生产基于金属的增材制造零件。

附图说明

图1为用于分离预定金属粉末原料的机械分离方案的一个实施方案的示意图。

图2为用于分离预定金属粉末原料的另一机械分离方案的一个实施方案的示意图。

图3为用于分离预定金属粉末原料的电磁分离方案的一个实施方案的示意图。

发明内容

大体上说，本公开涉及用于增材制造中的定制金属粉末原料，以及此类金属粉末的一种或多种类型颗粒的相应优先回收。在一个方面，定制金属粉末原料可包括至少第一体积的第一颗粒类型(“第一颗粒”)和第二体积的第二颗粒类型(“第二颗粒”)。定制金属粉末原料可包括另外的类型和体积的颗粒(第三体积、第四体积等)。第一颗粒和第二颗粒中的至少之一包含其中具有至少一种金属的金属颗粒。在一个实施方案中，第一颗粒和第二颗粒都包含金属颗粒，并且相对于每体积的颗粒来说，颗粒的金属可相同或不同。预先选定第一颗粒的至少一种特征，第一颗粒的所选特征不同于第二颗粒的特征。例如，第一颗粒的颗粒的维度和/或物理性质可基于要采用的粉末回收方法预定。因此，所选颗粒特征可与预定的粉末回收方法有关。在一个实施方案中，还预先选定第二颗粒的一种或多种特征以促进它们的优先回收。

在预先选定颗粒特征之后，可生产包含第一颗粒和第二颗粒的定制金属粉末原料并随后用于增材制造工艺中。在采用定制金属粉末原料的一个或多个增材制造步骤之后，可获得金属粉末的废物部分并使之经受一种或多种预定的粉末回收方法。废物部分可具有第一颗粒的废物体积分数(WP-V_f1P)和第二颗粒的废物体积分数(WP-V_f2P)。在一个实施方案中，预定的粉末回收方法可产生第一回收体积的颗粒。至少部分地由于第一颗粒(和任选地第二颗粒)的预先选定颗粒特征，在粉末回收期间，至少一些第一颗粒优先与至少一些第二颗粒分离。例如，预定的粉末回收方法可包括机械分离(例如，过筛、浮选、振动分离、过滤、离心等)，其中优先分离不同尺寸和/或形状的颗粒。分离可在潮湿和/或干燥环境中完成。因此，第一回收体积包括第一颗粒的第一回收体积分数(RV1-V_flP)。由于优先分离，故第一颗粒的第一回收体积分数超过第一颗粒的废物体积分数，(RV1-V_flP)>(WP-V_flP)。相应地，也可回收第二回收体积，该第二回收体积包括第二颗粒的回收体积分数(RV2-V_f2P)。由于优先分离，故第二颗粒的第二回收体积分数超过第二颗粒的废物体积分数，(RV2-V_f2P)>(WP-V_f2P)。

A.预定的颗粒特征