激光熔化成形保護(hù)循環(huán)除塵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于金屬粉末激光熔化增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光熔化成形保護(hù)循環(huán)除塵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]“3D打印”技術(shù)，也稱為增量制造技術(shù)，產(chǎn)生于上個(gè)世紀(jì)80年代的美國(guó)，CAD (計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CNC(數(shù)字化控制)、自動(dòng)控制、激光等技術(shù)的發(fā)展是其產(chǎn)生的前因，至今發(fā)展不到30年?！?D打印”技術(shù)是全球先進(jìn)制造領(lǐng)域興起的一項(xiàng)集光/機(jī)/電、計(jì)算機(jī)、數(shù)控及新材料于一體的制造技術(shù)。在此領(lǐng)域，我國(guó)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家之間的技術(shù)差距較小，幾乎位于同一起跑線上。之所以稱之為增量制造，依據(jù)其與傳統(tǒng)切削等材料“去除”制造工藝不同，該技術(shù)通過(guò)將粉末、液體、薄片等離散材料逐層堆積，“自然生長(zhǎng)”成三維實(shí)體，因此被通俗叫做“3D打印”技術(shù)。該技術(shù)將三維實(shí)體整體成形，改變?yōu)槿舾啥S平面的疊加成形，大大降低了制造復(fù)雜度。理論上，但凡能夠在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)模型，即可應(yīng)用該技術(shù)在無(wú)需刀具、模具及復(fù)雜工藝條件下快速地將設(shè)計(jì)原型變?yōu)閷?shí)物。目前，該技術(shù)在國(guó)防、航空航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、模具、鑄造、農(nóng)業(yè)、家電、工藝美術(shù)、動(dòng)漫等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。
[0003]未來(lái)制造業(yè)的發(fā)展水平依然是衡量一個(gè)國(guó)家整體實(shí)力的關(guān)鍵標(biāo)志之一，而未來(lái)制造技術(shù)在數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、材料等關(guān)聯(lián)技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，必然走向數(shù)字化和智能化?！?D打印”技術(shù)作為整個(gè)先進(jìn)制造技術(shù)當(dāng)中數(shù)字化和智能化較為突出的一類，其發(fā)展也會(huì)在不同層面深刻地對(duì)制造業(yè)整體構(gòu)成影響。首先，“3D打印”技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大(廣度)；其次，“3D打印”技術(shù)在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用層面不斷深入(深度)；再者，3D打印技術(shù)自身的物化形式(裝備與工藝)將更加豐富。由此，該技術(shù)必然會(huì)逐步滲透到國(guó)防、航空航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域，影響著上述各個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)理論和理念，并配合其他傳統(tǒng)技術(shù)，完善甚至更新某些司空見(jiàn)慣的制造方案，致使制造更為智能、簡(jiǎn)捷、綠色的產(chǎn)品性能更加貼近理想狀態(tài)。
[0004]在3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，激光選區(qū)恪化(Selective Laser Melting，SLM)技術(shù)處于高端，是未來(lái)極具發(fā)展?jié)摿Φ囊豁?xiàng)金屬零部件激光直接成形技術(shù)。
[0005]然而，現(xiàn)有技術(shù)中，在SLM成形過(guò)程中，成形腔直接在空氣環(huán)境中，激光熔化金屬粉末的瞬間溫度達(dá)到2000°C以上，而且光斑非常細(xì)小，因此，熔體存在瞬間氧化的現(xiàn)象，導(dǎo)致無(wú)法成形。不但如此，當(dāng)激光作用于金屬粉末時(shí)，金屬粉末中的低熔點(diǎn)或易揮發(fā)成分也會(huì)瞬時(shí)升華，產(chǎn)生煙霧狀的微塵，成形時(shí)間稍久即構(gòu)成對(duì)后續(xù)成形質(zhì)量的影響?？梢?jiàn)，現(xiàn)有SLM成形過(guò)程，存在成形質(zhì)量精度有限以及成形率低的不足。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種激光熔化成形保護(hù)循環(huán)除塵系統(tǒng)，可有效解決上述問(wèn)題。
[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0008]本實(shí)用新型提供一種激光熔化成形保護(hù)循環(huán)除塵系統(tǒng)，包括上腔體(1)和下腔體
(2);所述上腔體(1)為激光熔化成形腔體，所述上腔體(1)與所述下腔體(2)之間相互連通；
[0009]另外，所述下腔體(2)的排氣口通過(guò)第1輸氣管路(3)連通到所述上腔體⑴的進(jìn)氣口 ；所述上腔體⑴的排氣口通過(guò)第2輸氣管路(4)連通到所述下腔體(2)的進(jìn)氣口，并且，所述第2輸氣管路(4)的端部延伸到所述下腔體(2)的腔內(nèi)，在位于所述下腔體(2)腔內(nèi)的第2輸氣管路(4)上安裝有第2電磁閥(5);對(duì)于位于所述下腔體(2)腔外部的第2輸氣管路(4)上，按從上腔體⑴排氣口到下腔體⑵進(jìn)氣口的方向，依次串聯(lián)有粉塵過(guò)濾器(6)、風(fēng)機(jī)(7)和第1電磁閥⑶；
[0010]另外，所述上腔體(1)還連通有保護(hù)氣管路(9)，在所述保護(hù)氣管路(9)上安裝有第3電磁閥(10)；
[0011]另外，所述上腔體⑴還安裝有氧氣表(11)。
[0012]優(yōu)選的，還包括控制器；所述控制器分別與所述第2電磁閥(5)、所述粉塵過(guò)濾器
(6)、所述風(fēng)機(jī)(7)、所述第1電磁閥⑶、所述第3電磁閥(10)以及所述氧氣表(11)電連接。
[0013]優(yōu)選的，所述第1電磁閥⑶為常閉電磁閥；所述第2電磁閥(5)為常開(kāi)電磁閥；所述第3電磁閥(10)為常閉電磁閥。
[0014]本實(shí)用新型提供的激光熔化成形保護(hù)循環(huán)除塵系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015](1)在控制器的控制下，氧氣表反饋信息與保護(hù)氣通斷形成維持低氧氣目標(biāo)含量回路，在整個(gè)激光熔化成形過(guò)程中，可實(shí)時(shí)控制成形腔內(nèi)為低氧含量，從而可避免熔體瞬間氧化的現(xiàn)象，提高激光熔化成形率；
[0016](2)在整個(gè)激光熔化成形過(guò)程中，在風(fēng)機(jī)的作用，可及時(shí)將激光作用于金屬粉末所產(chǎn)生的煙霧狀微塵吸入到粉塵過(guò)濾器中，并通過(guò)粉塵過(guò)濾器及時(shí)過(guò)濾掉零件成形所產(chǎn)生的煙塵，防止煙霧狀微塵對(duì)后續(xù)成形質(zhì)量的影響，提高了成形率；
[0017](3)系統(tǒng)只配置一臺(tái)風(fēng)機(jī)，兼有除塵和腔內(nèi)預(yù)抽真空的功能，從而降低了系統(tǒng)成本，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型提供的激光熔化成形保護(hù)循環(huán)除塵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0020]結(jié)合圖1，本實(shí)用新型提供一種激光熔化成形保護(hù)循環(huán)除塵系統(tǒng)，包括上腔體1和下腔體2 ;上腔體1與下腔體2之間相互連通；對(duì)于3D打印機(jī)來(lái)講，上腔體1為激光熔化成形腔體，下腔體2指與上腔體1連通，用于提供3D打印成形的相關(guān)輔助設(shè)備。
[0021]另外，下腔體2的排氣口通過(guò)第1輸氣管路3連通到上腔體1的進(jìn)氣口 ；上腔體1的排氣口通過(guò)第2輸氣管路4連通到下腔體2的進(jìn)氣口，并且，第2輸氣管路4的端部延伸到下腔體2的腔內(nèi)，在位于下腔體2腔內(nèi)的第2輸氣管路4上安裝有第2電磁閥5，通過(guò)控制第2電磁閥5的打開(kāi)或關(guān)閉狀態(tài)，可控制下腔體2內(nèi)部氣體是否可被吸入到第2電磁閥 5。
[0022]對(duì)于位于下腔體2腔外部的第2輸氣管路4上，按從上腔體1排氣口到下腔體2進(jìn)氣口的方向，依次串聯(lián)有粉塵過(guò)濾器6、風(fēng)機(jī)7和第1電磁閥8，其中，粉塵過(guò)濾器6可對(duì)吸入到第2輸氣管路4的煙塵進(jìn)行粉塵過(guò)濾；通過(guò)控制第1電磁閥8的打開(kāi)或關(guān)閉狀態(tài)，可控制第2輸氣管路4是否與外界大氣相通。
[0023]另外，上腔體1還連通有保護(hù)氣管路9，在保護(hù)氣管路9上安裝有第3電磁閥10 ；通過(guò)控制第3電磁閥10的打開(kāi)或關(guān)閉狀態(tài)，可控制保護(hù)氣管路是否向上腔體輸入保護(hù)氣。
[0024]另外，上腔體1還安裝有氧氣表11，通過(guò)氧氣表的讀數(shù)，可獲知上腔體1內(nèi)部的含氧量。
[0025]另外，為實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，還包括控制器；控制器分別與第2電磁閥5、粉塵過(guò)濾器6、風(fēng)機(jī)7、第1