金属3D打印粉末进料速度对超声波振动筛的影响

南极熊导读：要想用好3D打印机，制造出优质的金属零件，粉末筛分是其中一个重要工艺环节。

作者：魏放（江苏威拉里工程师）

超声波振动筛是3D打印粉末筛分最重要的设备之一，其结构简单、工作稳定，广泛引用于粉末相关行业。对于超声波振动筛而言，最重要的是筛分效率，提高筛分效率可以大幅提高良品率，减少粉末批次间的波动。影响筛分效率的因素诸多，本文以模具钢为例，分析进料速率对超声波振动筛分效率的影响。

图1 不同电磁给料速度下筛分时间和重量变化图

图1不同进料速度下筛分时间和重量变化图。由图可知，随着进料速度的增加，筛分完成时间逐渐降低，+105μm粒度段的重量不断增加，而45-105μm段粒度不断减少。虽然提高了进料速度，但是筛网振动的强度没有增加，物料被抛起的高度和强度保持不变。进料速度的增加使得进料量加大，但是当物料超过一定量时，物料层太厚，物料颗粒间不易松散，堵塞筛孔，料层上部的颗粒难以通过筛孔，因此，+150μm粒度段的重量明显增加。随着进料速度的增加，45-105μm、15-53μm和-25μm粒度段的重量均减少。由于透过上层筛网的物料减少，相应的其余粒度段的重量也会相应的降低。

图2为不同进料速度下粒径分布图。随着进料速度的增加，粉末粒度D10数值不断升高，D90数值不断降低。当频率超过某一值时，D10、D90均已超过合格产品粒度要求范围值。进料速度的增加，导致物料之间碰撞的概率增加，团聚在一起的颗粒被撞开成分开的小颗粒，颗粒间较容易松散，大小颗粒间较更加容易分层。但是，进料速度增加也会导致筛网的堵筛，颗粒较大的物料被上层筛网阻隔，透过筛网的颗粒粒度变细。

图2 不同电磁给料速度下粒径分布图

综上所述，当进料速度较小时，筛分时间较长，筛分效率较低。随着进料速度增加，筛分完成时间逐渐降低。但是，当电进料速度超过某一值时，粒度值D10、D90均超过规定范围值