本发明涉及3d打印，尤其涉及一种回收3d打印余粉制备3d打印基板的方法。
背景技术：
1、在金属3d打印中，对金属粉末的粒度有严格的要求。粉末粒度直接影响粉末的流动性、铺展性以及熔化时的均匀性，进而影响打印件的质量和性能。大量实验表明，金属3d打印中粉末粒度范围一般要求是15μm～53μm。
2、当前主流的3d打印金属粉末制备方法包括：气雾化法、等离子旋转电极法、等离子雾化法、射频等离子球化法等。各种工艺生产的粉末都不是100％应用于3d打印生产过程，都需要进行筛分，将粒度在15μm～53μm之间的粉末用于3d打印，而粒度小于15μm和大于53μm的粉末无法应用，造成50％以上的资源浪费。目前对于3d打印剩余粉末的回收利用方法主要包括：粉末重熔、粉末球磨、粉末再活性化等。然而，目前的回收利用方法存在回收利用不充分、回收成本高、回收工艺复杂、回收所得产品性能不佳等问题，例如：a)回收利用不充分：现有技术无法有效回收利用所有尺寸范围内的余粉；b)回收成本高：回收过程往往需要昂贵的设备和能源，导致成本高于直接使用新粉末；c)回收工艺复杂：回收过程可能涉及多个步骤，包括清洗、干燥、再活性化等，增加了技术难度和操作复杂性；d)回收所得产品性能不佳；以上这些问题导致现有的回收利用方法难以实际推广和应用，事实上大部分3d打印余粉仍然得不到充分利用而被废弃，造成资源浪费。
3、综上所述，为了实现3d打印余粉的资源化利用，进而避免资源浪费和节约成本，开发一种经济可行的3d打印余粉回收利用方法非常必要。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种回收3d打印余粉制备3d打印基板的方法，用以解决现有技术中3d打印余粉的回收利用方法存在回收利用不充分、成本高、工艺复杂、回收所得产品力学性能不佳等问题中的至少一个。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
3、本发明提供了一种回收3d打印余粉制备3d打印基板的方法，包括以下步骤：
4、s1、通过筛分将3d打印剩余的粉末分为四个粒度段；
5、第一粒度段：d1＞150μm；第二粒度段：106μm＜d2≤150μm；第三粒度段：53μm＜d3≤106μm；第四粒度段：d4＜15μm；d1、d2、d3、d4分别为第一粒度段至第四粒度段的粉末粒径；
6、s2、将四个粒度段的粉末按照配比混合均匀，所述配比以质量百分比计算分别为第一粒度段占10％～20％，第二粒度段占20％～40％，第三粒度段占20％～40％，第四粒度段占20％～30％；
7、s3、将混合均匀的粉末装入包套中，振实，使装填密度ρf满足：ρf≥60％×ρt，ρt为粉末的理论密度；
8、s4、对装填好粉末的包套进行真空除气、密封；
9、s5、将经过真空除气、密封好的包套放入热等静压设备中，进行热等静压处理，得到带包套的锭坯；
10、s6、对带包套的锭坯进行锻造得到毛坯，对毛坯进行机械加工得到3d打印基板。
11、进一步，当粉末为钛合金粉末，s2中，第一粒度段占10％～12％，第二粒度段占35％～40％，第三粒度段占30％～35％，第四粒度段占20％～25％。
12、进一步，当粉末为高温合金粉末，s2中，第一粒度段占12％～15％，第二粒度段占24％～30％，第三粒度段占34％～40％，第四粒度段占24％～30％。
13、进一步，当粉末为铝合金粉末，s2中，第一粒度段占10％～14％，第二粒度段占30％～34％，第三粒度段占34％～38％，第四粒度段占22％～26％。
14、进一步，s2的主要步骤包括：按照配比称取四个粒度段的粉末并装入混料机中，抽真空，充入氩气，控制混料的时间为4h～6h，混料机转速为12r/min～20r/min，使粉末混合均匀且防止氧化。
15、进一步，在s4所述真空除气的过程中：温度设置为300℃～500℃，保持2h～6h。
16、进一步，在s4所述真空除气的过程中：
17、当粉末为钛合金粉末，温度设置为400℃～450℃，保持2h～3h；或者，
18、当粉末为高温合金粉末，温度设置为400℃～500℃，保持4h～6h；或者，
19、当粉末为铝合金粉末，温度设置为350℃～400℃，保持5h～6h。
20、进一步，当粉末为钛合金粉末，s5中，热等静压处理的温度为900℃-950℃，保持压力为120mpa以上，时间为2h～3h；s6中，锻造的温度为980℃～1020℃；或者，
21、当粉末为高温合金粉末，s5中，热等静压处理的温度为1150℃～1200℃，保持压力为140mpa以上，时间为3h～4h；s6中，锻造的温度为1150℃～1200℃；或者，
22、当粉末为铝合金粉末，s5中，热等静压处理的温度为480℃～520℃，保持压力为130mpa以上，时间为2h～3h；s6中，锻造的温度为400℃～450℃。
23、进一步，s6中，在锻造过程中，锻造速度设为5m/s～8m/s，锻造比为1.5～4。
24、进一步，s6中，在锻造前，将带包套的锭坯加热至锻造的温度后，保温2h～5h。
25、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
26、(1)本发明提供了一种回收3d打印余粉制备3d打印基板的方法，通过回收3d打印的剩余粉末，将其转化为有用的基板，有效利用原本可能被废弃的余粉来制备有用的基板，避免了资源浪费和工业废料，实现了成本节约和资源循环利用，与当前可持续发展和绿色经济的理念高度契合。
27、(2)本发明通过设计合理的工艺路径结合工艺参数控制(如粉末的粒度分布和配比、装填密度ρf)，获得力学性能符合要求的3d打印基板，克服了因为剩余粉末的粒度分布不均匀，缺少中间粒度为15μm-53μm的粉末，而只剩粒径过大或过小的粉末，很难通过现有的方法制备出合格的3d打印基板的难题。
28、(3)本发明通过控制粉末的粒度分布和配比以及装填密度，确保热等静压过程中粉末坯料的均匀致密化，以形成微观组织均匀性较好且密度达99％以上的锭坯；结合真空除气和热等静压工艺流程和参数控制，避免粉末在热等静压过程中发生高温氧化等不希望发生的反应，有效提高经热等静压获得的锭坯的密度和微观组织均匀性，为后续的锻造、机械加工提供高质量的坯料；通过带包套进行锻造，保护锭坯在锻造过程中免受氧化和污染，确保基板的性能和质量。本发明提供的回收3d打印余粉制备基板的方法，实现了3d打印余粉接近100％的回收再利用，工艺步骤简单，可操作性强，无需昂贵和能耗很高的设备投入，成本经济，适于大规模生产和广泛推广；而且，本发明所得基板产品的热稳定性和质量一致性好，在力学性能上达到与新购买的基板相当的水平，完全能够满足3d打印对于基板的性能要求，具有巨大的市场潜力。
29、(4)在一些优选的实施方式中，本发明通过针对三种常见的3d打印余粉，即，钛合金粉末、高温合金粉末、铝合金粉末，选择更为优选的粉末粒度分布和配比，可以进一步有效提高经过热等静压和锻造得到的基板产品的力学性能和微观组织均匀性。
30、(5)在一些优选的实施方式中，本发明通过选择优选的混料参数(例如，时间、转速)并配合优选的混料设备以及抽真空、充氩气等步骤，有助于确保粉末颗粒之间的均匀混合和一致性，防止混料中氧化和污染，从而进一步提高经过热等静压和锻造得到的产品的力学性能和微观组织均匀性，同时，提高混合效率，适应性强，操作便捷。
31、(6)在一些优选的实施方式中，本发明通过采用优选的真空除气参数(例如：合适的温度和保持时间)，对于提高最终基板产品的力学性能和微观组织均匀性具有积极效果；进一步，根据粉末类型的不同，选择更为优选的真空除气参数，可确保获得最佳的除气效果，提升最终产品的力学性能和微观组织均匀性。
32、(7)在一些优选的实施方式中，本发明根据粉末类型的不同，选择优选的热等静压参数(例如：温度、保持压力和时间)以及锻造温度，可确保获得最佳的热等静压和锻造强化效果，提升最终产品的力学性能和微观组织均匀性。
33、(8)在一些优选的实施方式中，本发明通过选用优选的锻造参数(例如：锻造速度、锻造比、锻造前保温时间)，能够进一步提高回收利用3d打印余粉所得基板的力学性能和微观组织均匀性。
34、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
1.一种回收3d打印余粉制备3d打印基板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述粉末为钛合金粉末，s2中，所述第一粒度段占10％～12％，第二粒度段占35％～40％，第三粒度段占30％～35％，第四粒度段占20％～25％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述粉末为高温合金粉末，s2中，所述第一粒度段占12％～15％，第二粒度段占24％～30％，第三粒度段占34％～40％，第四粒度段占24％～30％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述粉末为铝合金粉末，s2中，所述第一粒度段占10％～14％，第二粒度段占30％～34％，第三粒度段占34％～38％，第四粒度段占22％～26％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2的主要步骤包括：按照配比称取四个粒度段的粉末并装入混料机中，抽真空，充入氩气，控制混料的时间为4h～6h，混料机转速为12r/min～20r/min，使粉末混合均匀且防止氧化。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在s4所述真空除气的过程中：温度设置为300℃～500℃，保持2h～6h。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在s4所述真空除气的过程中：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述粉末为钛合金粉末，s5中，所述热等静压处理的温度为900℃～950℃，保持压力为120mpa以上，时间为2h～3h；s6中，所述锻造的温度为980℃～1020℃；或者，
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s6中，在所述锻造过程中，锻造速度设为5m/s～8m/s，锻造比为1.5～4。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s6中，在所述锻造前，将带包套的锭坯加热至锻造的温度后，保温2h～5h。
