一種可高效率降低氧含量的3d打印設(shè)備成形腔體的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體，包括成形室、成形缸和循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)，所述成形缸內(nèi)設(shè)有運(yùn)動(dòng)部件，所述運(yùn)動(dòng)部件末端為成形區(qū)域，所述成形室上設(shè)有與成形區(qū)域相對(duì)設(shè)置的光學(xué)系統(tǒng)，所述成形室和成形缸均接有抽氣管道和循環(huán)對(duì)流管道，所述成形室和成形缸的抽氣管道相互連通后與真空泵連接，所述成形室和成形缸的循環(huán)對(duì)流管道分別與循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)連接，所述成形室和成形缸均接有惰性氣體輸入管道，所述成形室上接有除氧排氣管道。本實(shí)用新型除氧效率高，提高了3D打印的生產(chǎn)效率；節(jié)省了大量惰性氣體，降低了3D打印的生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及3D打印設(shè)備領(lǐng)域，具體是指一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體。
【背景技術(shù)】
[0002]選擇性激光恪化(Selective Laser Melting，SLM)是金屬件直接成型的一種3D打印技術(shù)，是快速成型技術(shù)的最新發(fā)展成果。該技術(shù)基于快速成型的最基本思想，即逐層熔覆的“增量”制造方式，根據(jù)三維CAD模型直接成形具有特定幾何形狀的零件，成形過(guò)程中金屬粉末完全熔化，產(chǎn)生冶金結(jié)合，該技術(shù)特別適用于傳統(tǒng)機(jī)加工手段無(wú)法制造的復(fù)雜形狀/結(jié)構(gòu)的金屬零件。SLM技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):1、能直接制造終端金屬零件產(chǎn)品；2、能得到具有非平衡態(tài)過(guò)飽和固溶體及均勻細(xì)小金相組織的實(shí)體，致密度幾乎能達(dá)到100%，零件機(jī)械性能與鍛造工藝所得相當(dāng)；3、使用具有高功率密度的激光器，以光斑很小的激光束加工金屬，使得加工出來(lái)的金屬零件具有很高的尺寸精度(達(dá)0.1mm)以及好的表面粗糙度(Ra 20?40μπι) ;4、由于激光光斑直徑很小，因此金屬熔池的激光能量密度很高，使得用單一成分的金屬粉末來(lái)制造零件成為可能，而且可供選用的金屬粉末種類(lèi)也大大拓展;5、適合各種復(fù)雜形狀的工件，尤其適合內(nèi)部具有復(fù)雜異型結(jié)構(gòu)(如空腔、三維網(wǎng)格)、用傳統(tǒng)方法無(wú)法制造的復(fù)雜工件。
[0003]但SLM技術(shù)對(duì)3D打印設(shè)備成形室內(nèi)的保護(hù)氣氛要求較高，開(kāi)啟激光器熔化金屬粉末前，一般要求成形室內(nèi)的氧含量需降到以下。目前多采用以下技術(shù)手段:不斷將惰性氣體(氮?dú)狻鍤?注入3D打印設(shè)備成形腔體內(nèi)，且強(qiáng)制進(jìn)行對(duì)流循環(huán)，同時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)成形室內(nèi)的混合氣體進(jìn)行排出，就這樣成形室內(nèi)空氣的氧含量不斷被稀釋和降低。應(yīng)用這種除氧方法時(shí)，一般為達(dá)到成形所需的低氧含量標(biāo)準(zhǔn)氣氛需不斷充入惰性氣體長(zhǎng)達(dá)數(shù)個(gè)小時(shí)，不僅除氧效率低，而且還需要浪費(fèi)大量的惰性氣體，生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性較差，增加了3D打印設(shè)備的使用成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于:克服現(xiàn)有技術(shù)上述缺陷，提供一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體。本實(shí)用新型除氧效率高，提高了 3D打印的生產(chǎn)效率;節(jié)省了大量惰性氣體，降低了 3D打印的生產(chǎn)成本。
[0005]本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體，包括成形室、成形缸和循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)，所述成形缸內(nèi)設(shè)有運(yùn)動(dòng)部件，所述運(yùn)動(dòng)部件末端為成形區(qū)域，所述成形室上設(shè)有與成形區(qū)域相對(duì)設(shè)置的光學(xué)系統(tǒng)，所述成形室和成形缸均接有抽氣管道和循環(huán)對(duì)流管道，所述成形室和成形缸的抽氣管道相互連通后與真空栗連接，所述成形室和成形缸的循環(huán)對(duì)流管道分別與循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)連接，所述成形室和成形缸均接有惰性氣體輸入管道，所述成形室上接有除氧排氣管道。
[0007]作為一種優(yōu)選的方式，所述惰性氣體輸入管道、除氧排氣管道和抽氣管道上均接有單向閥。
[0008]作為一種優(yōu)選的方式，所述除氧排氣管道和抽氣管道上均接有排氣過(guò)濾器。
[0009]作為一種優(yōu)選的方式，所述循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有凈化過(guò)濾裝置。
[0010]作為一種優(yōu)選的方式，所述成形室上接有氧含量傳感器。
[0011]作為一種優(yōu)選的方式，所述成形室上接有壓力傳感器。
[0012]作為一種優(yōu)選的方式，所述成形室上接有安全閥。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:本實(shí)用新型除氧效率高，提高了 3D打印的生產(chǎn)效率;節(jié)省了大量惰性氣體，降低了 3D打印的生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:丨一循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)，2—循環(huán)對(duì)流管道，3—氧含量傳感器，4一除氧排氣管道，5—單向閥，6—排氣過(guò)濾器，7—光學(xué)系統(tǒng)，8—惰性氣體輸入管道，9一壓力傳感器，10—安全閥，11一成形室，12—成形區(qū)域，13—抽氣管道，14一真空栗，16一運(yùn)動(dòng)部件，17—成形缸。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖進(jìn)行進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此:
[0017]實(shí)施例1:
[0018]參見(jiàn)圖1，一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體，包括成形室11、成形缸17和循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)I，所述成形缸17內(nèi)設(shè)有運(yùn)動(dòng)部件16，所述運(yùn)動(dòng)部件16末端為成形區(qū)域12，所述成形室11上設(shè)有與成形區(qū)域12相對(duì)設(shè)置的光學(xué)系統(tǒng)7，所述成形室11和成形缸17均接有抽氣管道13和循環(huán)對(duì)流管道2，所述成形室11和成形缸17的抽氣管道13相互連通后與真空栗14連接，所述成形室11和成形缸17的循環(huán)對(duì)流管道2分別與循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)I連接，所述成形室11和成形缸17均接有惰性氣體輸入管道8，所述成形室11上接有除氧排氣管道4。
[0019]本實(shí)用新型的除氧操作分為兩個(gè)步驟:首先，在氣密性成形腔體外部設(shè)置一個(gè)真空栗14，氣密性成形腔體包括成形室11與成形缸17，在激光成形開(kāi)始前，先開(kāi)啟真空栗14，將氣密性成形腔體內(nèi)的壓力降至20000Pa以下，此時(shí)關(guān)閉真空栗14;然后，當(dāng)氣密性成形腔體內(nèi)的壓力降至20000Pa以下后，開(kāi)始將惰性氣體，如氮?dú)?、氬氣等，通過(guò)惰性氣體輸入管道8注入3D打印設(shè)備的氣密性成形腔體內(nèi)，強(qiáng)制進(jìn)行對(duì)流循環(huán)并與氣密性成形腔體殘余空氣混合，隨著惰性氣體的充入，同時(shí)，除氧排氣管道4對(duì)成形腔體內(nèi)的混合氣體進(jìn)行排出，借助于氣密性成形腔體內(nèi)混合氣體的不斷排出，氣密性成形腔體內(nèi)的殘余氧氣成分也隨之得以降低。通過(guò)以上兩個(gè)步驟的處理，氣密性成形腔體內(nèi)部氣體的氧含量就可以高效率地降低。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型除氧效率高，提高了3D打印的生產(chǎn)效率;節(jié)省了大量惰性氣體，降低了 3D打印的生產(chǎn)成本
[0020]作為一種優(yōu)選的方式，所述惰性氣體輸入管道8、除氧排氣管道4和抽氣管道13上均接有單向閥5。通過(guò)惰性氣體輸入管道8、除氧排氣管道4和抽氣管道13上均接有單向閥5，單向閥5只能單向?qū)ǎＷC了氣密性成形腔體的氣密性。
[0021]作為一種優(yōu)選的方式，所述除氧排氣管道4和抽氣管道13上均接有排氣過(guò)濾器6。由于氣體中可能混有金屬顆粒物，通過(guò)除氧排氣管道4和抽氣管道13上均接有排氣過(guò)濾器6，能夠除去氣體中的金屬顆粒物，避免造成大氣污染。
[0022]作為一種優(yōu)選的方式，所述循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)I內(nèi)設(shè)有凈化過(guò)濾裝置。由于氣體中可能混有金屬顆粒物，通過(guò)循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)I內(nèi)設(shè)有凈化過(guò)濾裝置，可有效去除氣體中可能混有的金屬顆粒物。
[0023]作為一種優(yōu)選的方式，所述成形室11上接有氧含量傳感器3。通過(guò)成形室11上接有氧含量傳感器3，便于隨時(shí)監(jiān)測(cè)成形室11內(nèi)氣體的氧含量指標(biāo)。
[0024]作為一種優(yōu)選的方式，所述成形室11上接有壓力傳感器9。通過(guò)成形室11上接有壓力傳感器9，便于隨時(shí)監(jiān)測(cè)成形室11內(nèi)氣體的壓力指標(biāo)。
[0025]作為一種優(yōu)選的方式，所述成形室11上接有安全閥10。通過(guò)成形室11上接有安全閥10，當(dāng)成形室11內(nèi)氣體壓力過(guò)高時(shí)，此時(shí)安全閥1開(kāi)啟，進(jìn)行卸壓排氣。
[0026]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體，其特征在于:包括成形室(11)、成形缸(17 )和循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)(I )，所述成形缸(17 )內(nèi)設(shè)有運(yùn)動(dòng)部件(16 )，所述運(yùn)動(dòng)部件(16 )末端為成形區(qū)域(12)，所述成形室(11)上設(shè)有與成形區(qū)域(12)相對(duì)設(shè)置的光學(xué)系統(tǒng)(7)，所述成形室(11)和成形缸(17)均接有抽氣管道(13)和循環(huán)對(duì)流管道(2)，所述成形室(11)和成形缸(17)的抽氣管道(13)相互連通后與真空栗(14)連接，所述成形室(11)和成形缸(17)的循環(huán)對(duì)流管道(2)分別與循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)(I)連接，所述成形室(11)和成形缸(17)均接有惰性氣體輸入管道(8)，所述成形室(11)上接有除氧排氣管道(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體，其特征在于:所述惰性氣體輸入管道(8)、除氧排氣管道(4)和抽氣管道(13)上均接有單向閥(5)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體，其特征在于:所述除氧排氣管道(4)和抽氣管道(13)上均接有排氣過(guò)濾器(6)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體，其特征在于:所述循環(huán)對(duì)流系統(tǒng)(I)內(nèi)設(shè)有凈化過(guò)濾裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體，其特征在于:所述成形室(11)上接有氧含量傳感器(3 )。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體，其特征在于:所述成形室(11)上接有壓力傳感器(9)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可高效率降低氧含量的3D打印設(shè)備成形腔體，其特征在于:所述成形室(11)上接有安全閥(10)。
【文檔編號(hào)】B22F3/105GK205673595SQ201620636659
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月25日 公開(kāi)號(hào)201620636659.0, CN 201620636659, CN 205673595 U, CN 205673595U, CN-U-205673595, CN201620636659, CN201620636659.0, CN205673595 U, CN205673595U
【發(fā)明人】李玲, 李小雷, 李鋒
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