[发明专利]一种适用于3D打印的金属粉末制备设备及方法

权利要求书

1.一种适用于3D打印的金属粉末制备设备，包括炉体和炉盖，所述炉体包括上炉腔和下炉腔，其特征在于，还包括：

熔炼系统总成，包括用于容置待熔化金属的熔炼坩埚、用于将金属进行加热的加热装置、用于对熔融的液态金属保温的保温装置以及用于喷射金属液滴的喷嘴，

所述加热装置设于所述熔炼坩埚的外部，所述保温装置设于加热装置的外部，所述喷嘴位于所述熔炼坩埚的底端；

微滴生成器总成，包括阴极、阳极，所述阴极位于在所述熔炼坩埚底部，所述阳极设置在所述喷嘴的下端。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述微滴生成器总成还包括用于对熔炼坩埚底部的金属熔液施以扰动的振动杆和固定所述振动杆的振动腔。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述振动杆的一端靠近所述熔炼坩埚底部，并置于金属熔液中，另一端远离所述熔炼坩埚底部，并通过套设的方式固定于所述振动腔内，所述振动杆远离所述熔炼坩埚底部一端的尺寸大于靠近所述熔炼坩埚底部一端的尺寸。

4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，还包括连接套总成，包括连接套、密封盖板以及锁紧环，所述连接套设置于所述炉盖上，用于连接振动腔和所述熔炼系统总成，所述密封盖板设置于所述振动腔的上端，用于封闭振动腔，所述锁紧环用于锁紧所述振动腔和所述熔炼系统总成。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述连接套总成还包括增压气路，所述增压气路与所述熔炼坩埚连接，用于在金属熔化后，向所述熔炼坩埚内充入惰性气体。

6.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述微滴生成器总成还包括用于冷却振动杆的冷却室，所述冷却室设置在所述振动杆顶端的外部，具体处于所述振动腔与振动杆之间。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述微滴生成器总成还包括冷却水路，所述冷却水路与所述冷却室连接，用于向所述冷却室循环提供冷液。

8.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述微滴生成器总成还包括用于向振动杆传输周期性正弦信号的线路总成，所述线路总成与所述振动杆连接，所述振动杆将所述正弦信号转化为周期性机械振动，对所述熔炼坩埚底部的金属熔液施以扰动。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括球阀以及集粉罐，所述球阀位于所述下炉腔的底部，所述球阀分别与所述下炉腔和所述集粉罐相连接，置于所述下炉腔和所述集粉罐之间，所述球阀通过开合，将从所述下炉腔滑落的金属球汇入所述集粉罐。

10.一种适用于3D打印的金属粉末制备方法，其特征在于，所述方法使用如权利要求1-9任意一项所述的适用于3D打印的金属粉末制备设备，包括：

(1)将待熔化的金属放入熔炼坩埚内；

(2)将设备抽真空至6.63×10^-3Pa后，将金属在熔炼坩埚内熔化；

(3)待金属熔化均匀后，向熔炼坩埚内充入惰性气体，使熔炼坩埚内与炉腔内产生压差；

(4)振动杆对熔炼坩埚底部的液态金属熔液施以扰动，通过熔炼坩埚底部的喷嘴形成喷射液滴；

(5)阴极与阳极产生静电场，使从喷嘴形成的喷射液滴被分散和加速，形成破碎微滴，在炉腔内飞行并冷却凝固成金属球。