一种激光选区熔化成形设备气氛控制装置的制作方法

1.本发明属于激光增材制造设备技术领域，特别涉及一种激光选区熔化成形设备气氛控制装置。


背景技术：

2.随着技术的不断发展，激光选区熔化设备向着大型化和精密化方向前进的步伐越来越快。大型激光选区熔化设备可加工零件尺寸规格大，但其基板幅面比较大，同时为了提高加工效率，减少加工时间，一般采用多激光打印器同时成形；而激光选区熔化设备在进行增材制造时需要气氛保护。
3.目前采用的方法主要如下：在成形基板两侧分别布置吸气管组和进气管组，在一侧通过进气管组通入过滤后的惰性气体，另一侧通过吸气管组吸出含有杂质的气体送往净化除尘系统进行过滤除尘后送往进气管组，形成一个闭环的气氛循环系统。但是这种方式覆盖范围仅在成形基板两侧，覆盖范围小，不能有效地去除成形过程中激光打印器加工区域的气氛杂质，无法避免气氛循环过程中的相互干扰，影响产品成形质量。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供了一种激光选区熔化成形设备气氛控制装置，包括成形舱室、进气管组、吸气管组、成形工作台和气体净化除尘装置；
5.所述气体净化除尘装置位于所述成形舱室的外部，所述进气管组的一端贯穿并位于所述成形舱室的内部，且连接处均密封设置；
6.所述进气管组的另一端与所述气体净化除尘装置连通；
7.所述成形工作台的两端固定安装有成形工作台支座，所述成形舱室的下端固定安装在所述成形工作台和成形工作台支座的上方，三者构成一个封闭空间；
8.所述吸气管组包括吸气管路和固定吸气管；所述吸气管路和固定吸气管均位于所述进气管组的下方；
9.所述固定吸气管固定安装在所述成形工作台的四周，且位于所述成形舱室内；
10.所述吸气管路位于所述成形舱室内的一端分别位于所述成形舱室内相对的两侧壁处，且位于所述固定吸气管的外侧；所述吸气管路位于所述成形舱室外的一端与所述气体净化除尘装置连通。
11.进一步的，所述成形工作台上还设置有铺粉刮刀基座；
12.所述吸气管组还包括移动吸气管；所述移动吸气管固定安装在所述铺粉刮刀基座上。
13.进一步的，所述移动吸气管在所述铺粉刮刀基座运动的左右极限位置处，分别与安装在该处的固定吸气管相连通。
14.进一步的，所述吸气管组还包括管路移动连接装置；所述管路移动连接装置包括上法兰和下法兰；
15.所述上法兰设置在所述吸气管路位于所述成形舱室内的一端末端，所述下法兰固定安装在成形工作台支座上，所述上法兰与所述下法兰连通，所述固定吸气管通过所述吸气管路与所述气体净化除尘装置连通。
16.进一步的，所述进气管组包括进气管路组；
17.所述进气管路组的一端位于固定吸气管和成形舱室顶部内壁之间，所述进气管路组为环状或管状多点布置，且位于所述激光打印器的加工区域之外。
18.进一步的，所述进气管路组位于所述成形舱室内的一端末端还设置有若干组进气喷嘴。
19.本发明的有益效果是：
20.1、通过采用吸气管路和进气管路在空间上分层布置的方式，可有效地除去成形过程中的气氛杂质，并避免了成形过程中气氛循环过程中的相互干扰，提高产品成形质量。
21.2、通过将吸气管路、固定吸气管、一端吸气管和进气管路组在成形舱室内合理分布，优化了成形舱室内的空间尺寸，使得需要洗气的时间缩短，节省了加工辅助时间。
22.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地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在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1示出了本发明实施例的气氛控制装置的第一视角的原理示意图；
25.图2示出了本发明实施例的气氛控制装置的第二视角的原理示意图；
26.图3示出了本发明实施例的气氛控制装置的第三视角的原理示意图；
27.图4示出了本发明实施例的气氛控制装置的第四视角的原理示意图；
28.图5示出了本发明实施例的气氛控制装置的主视图；
29.图6示出了本发明实施例的气氛控制装置的左视图；
30.图7示出了本发明实施例的气氛控制装置在b
‑
b处的剖视结构示意图；
31.图8示出了本发明实施例的气氛控制装置在c处的局部放大示意图。
32.图中：1、成形舱室；2、激光打印器；3、进气管组；4、吸气管组；5、成形工作台；6、气体净化除尘装置；7、管路移动连接装置；8、移动吸气管；9、进气管路组；10、进气喷嘴；11、吸气管路；12、固定吸气管；13、铺粉刮刀基座；14、上法兰；15、成形工作台支座；16、下法兰。
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.本发明实施例还提出了一种激光选区熔化成形设备气氛控制装置，包括成形舱室1、进气管组3、吸气管组4、成形工作台5和气体净化除尘装置6，示例性的，如图1
‑
8所示。
35.所述气体净化除尘装置6位于所述成形舱室1的外部，所述进气管组3的一端和吸气管组4的一端均贯穿所述成形舱室1的内部，且连接处均密封设置。
36.所述进气管组3的另一端和所述吸气管组4的另一端分别与所述气体净化除尘装置6连通，所述气体净化除尘装置6将吸气管组4吸收的成形舱室1内的气体过滤除尘后，通过所述进气管组3输送到所述成形舱室1内。
37.示例性的，在激光选区熔化成形设备的成形舱室1中设置进气管组3和吸气管组4，其中吸气管组4位于进气管组3的下方，吸气管组4设置为环状结构，进气管组3设置为环状或管状多点分布结构；激光选区熔化成形设备工作时，成形舱室1内产生气氛杂质，吸气管组4将所述气氛杂质吸收，排入气体净化除尘装置6；气体净化除尘装置6将过滤后的保护气体通过进气管组3排入成形舱室1；
38.从而对激光选区熔化成形过程进行保护，使气氛在产品成形过程中形成空间循环；通过采用进气管组3和吸气管组4在空间上分层布置的方式，可有效地除去成形过程中的气氛杂质，并避免了成形过程中气氛循环过程中的相互干扰，提高产品成形质量。同时在成形过程中，根据多个激光打印器2在成形舱室1顶部安装的相对空间位置，确定其加工的先后顺序；从而最大程度保证加工区域处气氛的合格与稳定。
39.所述成形工作台5的两端固定安装有成形工作台支座15，所述成形舱室1的下端固定安装在所述成形工作台5和成形工作台支座15的上方，三者构成一个封闭空间；
40.所述成形工作台支座15用于支撑所述成形舱室1。
41.所述成形舱室1的顶部设置有若干组激光打印器2，所述激光打印器2用于增材制造。
42.所述吸气管组4包括吸气管路11、固定吸气管12、移动吸气管8和管路移动连接装置7；
43.所述成形工作台5上还设置有铺粉刮刀基座13，所述铺粉刮刀基座13用于铺设金属粉末。
44.移动吸气管8固定安装在所述铺粉刮刀基座13上，所述移动吸气管8在所述铺粉刮刀基座13进行铺粉时，跟随所述铺粉刮刀基座13在所述成形工作台5上移动，对所述铺粉刮刀基座13的移动范围内及激光打印器加工区域的气氛杂质进行吸收，增大了气氛杂质的吸收范围，提高产品成形质量。
45.所述固定吸气管12固定安装在所述成形工作台5的四周，且位于所述成形舱室1内；所述移动吸气管8在随所述铺粉刮刀基座13运动的左右极限位置处，分别与安装在该处的固定吸气管12相连通；
46.所述吸气管路11位于所述成形舱室1内的一端分别位于所述成形舱室1内相对的两侧壁处，且位于所述固定吸气管12的外侧；所述吸气管路11位于所述成形舱室1外的一端与所述气体净化除尘装置6连通。
47.所述管路移动连接装置7包括上法兰14和下法兰16；
48.所述上法兰14设置在所述吸气管路11位于所述成形舱室1内的一端末端，所述下法兰16固定安装在成形工作台支座15上，当成形工作台5位于成形工作位置(成形舱室1的
下方)，所述上法兰14与所述下法兰16连通，所述固定吸气管12通过所述吸气管路11与所述气体净化除尘装置6连通。
49.所述进气管组3包括进气管路组9；
50.所述进气管路组9的一端位于固定吸气管12和成形舱室1顶部内壁之间，所述进气管路组9为环状或管状多点布置，且位于所述激光打印器2的加工区域之外。
51.所述进气管路组9位于所述成形舱室1内的一端末端还设置有若干组进气喷嘴10，所述进气喷嘴10用于增大保护气体的喷气强度，使得成形舱室1的气氛杂质被吹向下层的固定吸气管12与移动吸气管8的吸气范围内，使保护气体在成形舱室1内的快速充填，提高产品的成形质量。
52.所述气体净化除尘装置6设置在所述成形舱室1的外部，所述气体净化除尘装置6通过吸气管路11对成形舱室1内的气氛杂质进行吸收过滤，并将过滤除尘后的保护气体通过进气管路组9输送至成形舱室1内，减少成形舱室1内的气氛杂质，提高气氛品质，从而提高产品的成形质量。
53.示例性的，在工件成形过程中，将经过气体净化除尘装置6过滤除尘的保护气体(惰性气体或氮气)经进气管路组9和进气喷嘴10通入成形舱室1内部，对熔化成形过程进行保护，经移动吸气管8及固定吸气管12通过吸气管路11将工件成形过程中产生的含有杂质的气体吸出，进入气体净化除尘装置6进行过滤除尘，保护气体在工件成形过程中形成空间循环，同时在成形过程中，根据多个激光打印器2在成形舱室1顶部安装的相对空间位置，确定其加工的先后顺序，从而最大程度保证加工区域处气氛的合格及稳定。
54.通过采用吸气管路11和进气管路组9在空间上分层布置的方式，可有效地除去成形过程中的气氛杂质，并避免了成形过程中气氛循环过程中的相互干扰，提高产品成形质量。
55.同时，通过将吸气管路11、固定吸气管12、移动吸气管8和进气管路组9在成形舱室1内合理分布，优化了成形舱室1内的空间尺寸，使得需要洗气的时间缩短，节省了加工辅助时间。
56.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。