CN205673595U - 一种可高效率降低氧含量的3d打印设备成形腔体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体，包括成形室、成形缸和循环对流系统，所述成形缸内设有运动部件，所述运动部件末端为成形区域，所述成形室上设有与成形区域相对设置的光学系统，所述成形室和成形缸均接有抽气管道和循环对流管道，所述成形室和成形缸的抽气管道相互连通后与真空泵连接，所述成形室和成形缸的循环对流管道分别与循环对流系统连接，所述成形室和成形缸均接有惰性气体输入管道，所述成形室上接有除氧排气管道。本实用新型除氧效率高，提高了3D打印的生产效率；节省了大量惰性气体，降低了3D打印的生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印设备领域，具体是指一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体。
背景技术
选择性激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）是金属件直接成型的一种3D打印技术，是快速成型技术的最新发展成果。该技术基于快速成型的最基本思想，即逐层熔覆的“增量”制造方式，根据三维 CAD模型直接成形具有特定几何形状的零件，成形过程中金属粉末完全熔化，产生冶金结合，该技术特别适用于传统机加工手段无法制造的复杂形状/结构的金属零件。SLM技术具有以下优点：1、能直接制造终端金属零件产品；2、能得到具有非平衡态过饱和固溶体及均匀细小金相组织的实体，致密度几乎能达到100%，零件机械性能与锻造工艺所得相当；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属，使得加工出来的金属零件具有很高的尺寸精度( 达0.1mm) 以及好的表面粗糙度(Ra 20～40μm)；4、由于激光光斑直径很小，因此金属熔池的激光能量密度很高，使得用单一成分的金属粉末来制造零件成为可能，而且可供选用的金属粉末种类也大大拓展；5、适合各种复杂形状的工件，尤其适合内部具有复杂异型结构(如空腔、三维网格)、用传统方法无法制造的复杂工件。
但SLM技术对3D打印设备成形室内的保护气氛要求较高，开启激光器熔化金属粉末前，一般要求成形室内的氧含量需降到100ppm（0.01%） 以下。目前多采用以下技术手段：不断将惰性气体（氮气、氩气）注入3D打印设备成形腔体内，且强制进行对流循环，同时，系统自动对成形室内的混合气体进行排出，就这样成形室内空气的氧含量不断被稀释和降低。应用这种除氧方法时，一般为达到成形所需的低氧含量标准气氛需不断充入惰性气体长达数个小时，不仅除氧效率低，而且还需要浪费大量的惰性气体，生产经济性较差，增加了3D打印设备的使用成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：克服现有技术上述缺陷，提供一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体。本实用新型除氧效率高，提高了3D打印的生产效率；节省了大量惰性气体，降低了3D打印的生产成本。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体，包括成形室、成形缸和循环对流系统，所述成形缸内设有运动部件，所述运动部件末端为成形区域，所述成形室上设有与成形区域相对设置的光学系统，所述成形室和成形缸均接有抽气管道和循环对流管道，所述成形室和成形缸的抽气管道相互连通后与真空泵连接，所述成形室和成形缸的循环对流管道分别与循环对流系统连接，所述成形室和成形缸均接有惰性气体输入管道，所述成形室上接有除氧排气管道。
作为一种优选的方式，所述惰性气体输入管道、除氧排气管道和抽气管道上均接有单向阀。
作为一种优选的方式，所述除氧排气管道和抽气管道上均接有排气过滤器。
作为一种优选的方式，所述循环对流系统内设有净化过滤装置。
作为一种优选的方式，所述成形室上接有氧含量传感器。
作为一种优选的方式，所述成形室上接有压力传感器。
作为一种优选的方式，所述成形室上接有安全阀。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本实用新型除氧效率高，提高了3D打印的生产效率；节省了大量惰性气体，降低了3D打印的生产成本。
附图说明
图1为实施例1结构示意图。
其中：1—循环对流系统，2—循环对流管道，3—氧含量传感器，4—除氧排气管道，5—单向阀，6—排气过滤器，7—光学系统，8—惰性气体输入管道，9—压力传感器，10—安全阀，11—成形室，12—成形区域，13—抽气管道，14—真空泵，16—运动部件，17—成形缸。
具体实施方式
下面结合附图进行进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此：
实施例1：
参见图1，一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体，包括成形室11、成形缸17和循环对流系统1，所述成形缸17内设有运动部件16，所述运动部件16末端为成形区域12，所述成形室11上设有与成形区域12相对设置的光学系统7，所述成形室11和成形缸17均接有抽气管道13和循环对流管道2，所述成形室11和成形缸17的抽气管道13相互连通后与真空泵14连接，所述成形室11和成形缸17的循环对流管道2分别与循环对流系统1连接，所述成形室11和成形缸17均接有惰性气体输入管道8，所述成形室11上接有除氧排气管道4。
本实用新型的除氧操作分为两个步骤：首先，在气密性成形腔体外部设置一个真空泵14，气密性成形腔体包括成形室11与成形缸17，在激光成形开始前，先开启真空泵14，将气密性成形腔体内的压力降至20000Pa以下，此时关闭真空泵14；然后，当气密性成形腔体内的压力降至20000Pa以下后，开始将惰性气体，如氮气、氩气等，通过惰性气体输入管道8注入3D打印设备的气密性成形腔体内，强制进行对流循环并与气密性成形腔体残余空气混合，随着惰性气体的充入，同时，除氧排气管道4对成形腔体内的混合气体进行排出，借助于气密性成形腔体内混合气体的不断排出，气密性成形腔体内的残余氧气成分也随之得以降低。通过以上两个步骤的处理，气密性成形腔体内部气体的氧含量就可以高效率地降低。与现有技术相比，本实用新型除氧效率高，提高了3D打印的生产效率；节省了大量惰性气体，降低了3D打印的生产成本
作为一种优选的方式，所述惰性气体输入管道8、除氧排气管道4和抽气管道13上均接有单向阀5。通过惰性气体输入管道8、除氧排气管道4和抽气管道13上均接有单向阀5，单向阀5只能单向导通，保证了气密性成形腔体的气密性。
作为一种优选的方式，所述除氧排气管道4和抽气管道13上均接有排气过滤器6。由于气体中可能混有金属颗粒物，通过除氧排气管道4和抽气管道13上均接有排气过滤器6，能够除去气体中的金属颗粒物，避免造成大气污染。
作为一种优选的方式，所述循环对流系统1内设有净化过滤装置。由于气体中可能混有金属颗粒物，通过循环对流系统1内设有净化过滤装置，可有效去除气体中可能混有的金属颗粒物。
作为一种优选的方式，所述成形室11上接有氧含量传感器3。通过成形室11上接有氧含量传感器3，便于随时监测成形室11内气体的氧含量指标。
作为一种优选的方式，所述成形室11上接有压力传感器9。通过成形室11上接有压力传感器9，便于随时监测成形室11内气体的压力指标。
作为一种优选的方式，所述成形室11上接有安全阀10。通过成形室11上接有安全阀10，当成形室11内气体压力过高时，此时安全阀10开启，进行卸压排气。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体，其特征在于：包括成形室（11）、成形缸（17）和循环对流系统（1），所述成形缸（17）内设有运动部件（16），所述运动部件（16）末端为成形区域（12），所述成形室（11）上设有与成形区域（12）相对设置的光学系统（7），所述成形室（11）和成形缸（17）均接有抽气管道（13）和循环对流管道（2），所述成形室（11）和成形缸（17）的抽气管道（13）相互连通后与真空泵（14）连接，所述成形室（11）和成形缸（17）的循环对流管道（2）分别与循环对流系统（1）连接，所述成形室（11）和成形缸（17）均接有惰性气体输入管道（8），所述成形室（11）上接有除氧排气管道（4）。
2.根据权利要求1所述的一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体，其特征在于：所述惰性气体输入管道（8）、除氧排气管道（4）和抽气管道（13）上均接有单向阀（5）。
3.根据权利要求1所述的一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体，其特征在于：所述除氧排气管道（4）和抽气管道（13）上均接有排气过滤器（6）。
4.根据权利要求1所述的一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体，其特征在于：所述循环对流系统（1）内设有净化过滤装置。
5.根据权利要求1所述的一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体，其特征在于：所述成形室（11）上接有氧含量传感器（3）。
6.根据权利要求1所述的一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体，其特征在于：所述成形室（11）上接有压力传感器（9）。
7.根据权利要求1所述的一种可高效率降低氧含量的3D打印设备成形腔体，其特征在于：所述成形室（11）上接有安全阀（10）。
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