Камера распыления.
Камера распыления имеет каплеобразную форму. Камера выполнена из коррозионностойкой стали с рубашкой охлаждения. Корпус камеры устанавливается на колоннах. К одному из наружных торцов камеры распыления герметично крепится блок приводов. С противоположной стороны установлена дверь откатная.
Камера оснащена иллюминаторами для наблюдения за процессом распыления и реализации системы технического зрения, а также имеет фланцы и отверстия для технологического присоединения к пересыпному устройству, загрузочной камере, механизму сбора огарков и к блоку приводов.





Откатная дверь.
Откатная дверь представляет собой конструкцию, состоящую из водоохлаждаемой дискообразной крышки, смонтированной на подвижной тележке, имеющей электромеханический привод. В центре двери откатной устанавливается плазмотрон.



Загрузочное устройство.
Загрузочное устройство состоит из прямоугольной сварной камеры, с открывающейся верхней крышкой. Крышка открывается двумя пневмоцилиндрами. Прижим крышки осуществляется с помощью четырех пневматических замков.
В камере имеется траверса, перемещающаяся вверх-вниз с помощью механического привода.
На траверсе устанавливается кассета - накопитель электродов. Подача партии электродов под загрузку осуществляется за счет перемещения накопителя вдоль вертикальной оси.



Блок приводов.
Камера блока приводов одним фланцем соединена с камерой распыления, сбоку к ней крепится загрузочное устройство. В камере установлен привод вращения заготовки, состоящий из опорной плиты и двух барабанов, которые приводятся во вращение двумя электрошпинделями.

Камера оснащена также разделителем электродов, подающим на барабаны поштучно заготовки и толкателем, осуществляющим перемещение заготовки в зону распыления.



Вакуумная система.
Вакуумная система расположена над настилом на рабочей площадке и крепится к патрубку камеры загрузочного устройства. Система предназначена для создания вакуума в камерах установки.
Вакуумная система состоит из линии форвакуумной откачки и линии создания высокого вакуума. В составе форвакуумной линии имеется насос Рутса и пластинчато-роторный насос.
Линия создания высокого вакуума состоит из вакуумного диффузионного насоса и механического насоса. Вакуумная система имеет необходимое количество датчиков для измерения вакуума. Все клапаны системы имеют пневматический привод.



Байонетный затвор.
Байонетный затвор обеспечивает герметичное соединение камеры распыления с откатной дверью. Байонетная конструкция запорного устройства позволяет повысить абсолютное давление инертного газа в камере до 1,3 атм.



Рельсовые пути.
Один рельсовый путь расположен в приямке и служит для перемещения по нему тележки с контейнером. Другой рельсовый путь расположен на нулевой отметке установки и необходим для перемещения тележки откатной двери.

Металлоконструкция.
Металлоконструкция служит опорой рабочей камеры на фундаменте и выполняется сварной из стандартных стальных профилей, исключающей повышенную вибрацию установки.

Газовая система.
Газовая система установки структурно состоит из трех основных частей, выполняющих функции заполнения рабочего объема установки защитной средой - инертным газом; отвод тепла от порошка в процессе циркуляции газа в камерах установки; подачи газа в плазмотрон для образования плазмы при плавлении. В качестве газовой среды используется смесь сверхчистых газов Аr+Не в объемном отношении ~ 1/9.
Система подачи инертного газа включает баллонную станцию, ресиверы, фильтр циклон, охладитель, газонагнетательную установку, блок компрессоров и оснащается устройством для контроля температуры газа на входе в плазмотрон и выходе из камеры распыления.



Система водоохлаждения.
Система водоохлаждения - замкнутая, двухконтурная. Теплоноситель - дистиллированная вода.
Первый контур охлаждения включает в себя:
- Бак с запирающей арматурой и контролем уровня воды;
- Теплообменники;
- Циркуляционные насосы;
- Напорно-сливные коллекторы;
- Проточный водонагреватель.
Второй контур охлаждения включает в себя:
- Охладитель-чиллер.
Система водоохлаждения предназначена для подачи воды к охлаждаемым элементам установки, которая в различные периоды рабочего цикла обеспечивает различные цели. В начальный период работы установки при вакуумировании вода, подаваемая в водяные рубашки установки, должна быть нагретой и обеспечить подогрев стенок камеры распыления до 45 °С для улучшения процессов десорбции газа с внутренних поверхностей откачиваемого пространства. В течение всего остального времени рабочего цикла, вода подается в установку холодной (18 °С).



Выпрямитель «ВПУ-2500М».
Выпрямитель «ВПУ-2500М» располагается на платформе тележки двери откатной и служит источником питания узла горения дуги - плазмотрона.



Контейнер.
Контейнер представляет собой герметичный сосуд, предназначенный для сбора, хранения и транспортировки гранул в среде инертного газа. Контейнер оснащен запорной арматурой и изготовлен из коррозионностойкой стали.

Система управления.
Система управления (СУ) реализована на базе программируемого контроллера (PLC) и панельного компьютера (монитора оператора). СУ, в соответствии с программой пользователя, выполняет следующие задачи:
- установку заданных цифровых значений регулируемых параметров с монитора оператора и воспроизведение на мониторе цифровой информации контролируемых параметров;
- автоматический контроль зазора между торцом сопла и распыляемой заготовкой;
- представление на экране монитора графических объектов (мнемосхем) и функциональных объектов типа «сенсорные кнопки» и цветовые индикаторы, позволяющие оператору менять режимы управления и непосредственно с монитора вмешиваться в работу СУ, корректируя течение процесса распыления.



Механизм сбора огарков.
Механизм сбора огарков представляет собой сварной корпус, герметично соединенный с камерой распыления. В корпусе размещен контейнер для сбора и выгрузки огарков. В механизме имеется заслонка – уловитель огарков. Для поворота заслонки использован электромеханический привод.



Электроразводка.
Электроразводка предназначена для обеспечения подвода электропитания к электродвигателям и приводным устройствам, а также цепей управления от блоков, пульта плавильщика, шкафа управления и состоит из ошиновки, жгутов с электропроводами, защитных кожухов и коробов. Электроразводка по схеме подключения связана, соответственно, с электрошкафами и пультом плавильщика управления механизмами.

Бункер некондиционных гранул.
Бункер некондиционных гранул является герметичной емкостью и служит для сбора гранул, получаемых от распыления первого электрода от каждой загружаемой партии. Бункер устанавливается на подвижной тележке. Тележка укомплектована каркасной конструкцией с рольгангом для транспортировки контейнера с огарками из механизма сбора огарков.

Пневматическая система.
Пневматическая система включает в себя блок подготовки воздуха, панели пневмораспределителей и трубопроводы. Система предназначена для управления пневмоприводами вакуумных клапанов, пневмоприжимов и пневмозатворов.

3.2 Описание работы установки «Гранула-2500».
Процесс получения порошков ведется в следующей последовательности:
- партия специально подготовленных электродов загружается в накопитель электродов, который переносится в загрузочное устройство
- из загрузочного устройства электроды поочередно через разделитель электродов подаются на барабаны и прижимаются к ним прижимными роликами
- продольное перемещение заготовки выполняет узел перемещения толкателя.
- вращающийся электрод подается в камеру распыления, где его торцевая часть нагревается до температуры плавления специальным плазменным источником нагрева
- расплавленный металл распыляется под действием центробежных сил, возникающих при вращении электрода.
- инертный газ, подаваемый через трубопровод в объём камеры блока приводов, способствует быстрой кристаллизации распыленных капель. Кристаллизованный порошок попадает в устройство пересыпное, где происходит его дополнительное охлаждение, производится отбор проб, либо он попадает в контейнер, который после окончания технологического процесса герметизируется вакуумным затвором.
Оставшаяся нерасплавленная часть электрода сбрасывается в специальный бункер с помощью механизма сбора огарков.

3.3 Преимущества установки производства гранул.
Метод центробежного распыления относится к основным технологиям получения порошков для 3D-печати. От качества производимого порошка зависит качество деталей, получаемых методом 3D-печати.
В конструкции установки «Гранула-2500» заложены прогрессивные технические решения, благодаря которым достигается высокое качество порошка, низкое содержание кислорода и других вредных примесей.
Основные преимущества:
- исключение влияния субъективных факторов на процесс получения гранул посредством закрепления отлаженного нормативного технологического процесса в управляющей программе и возможности блокировки несанкционированного изменения программы;
- управление скоростью охлаждения позволяет получать прогнозируемые свойства и структуры частиц.
- высокая стабильность технологических параметров;
- повышение комфортности условий работы оператора за счет интегрирования на рабочем месте органов управления установкой;
- улучшение ремонтопригодности за счет автоматического диагностирования и тестирования оборудования средствами контроллера и компьютера.
- высокая производительность - до 90 кг/ч (по плавлению).
- возможность настройки для различных материалов.
- преимуществом центробежного метода распыления является низкое содержание газовых примесей (кислорода, азота, водорода), сферичность и узкий фракционный состав порошка, высокая плотность утряски, пригодность для высококачественных процессов прямого напыления, возможность получения шаровидных частиц тугоплавких металлов и сплавов диаметром от 50 до 100 мкм для реализации аддитивных технологий.
- получение порошка из титановых и жаропрочных никелевых сплавов размерами от 30 до 100 мкм, способных обеспечивать высокий уровень механических свойств заготовок ответственного назначения;
- высокое качество порошка с плотной мелкозернистой структурой без усадочных раковин, вакуумных или газовых пустот. Сферичность, отсутствие каплеобразности в форме порошка.
- порошки сертифицированы для использования в установках EOS, ARCAM.