[發明專利]一種金屬3D打印機密封艙氣氛除氧及循環凈化方法及設備

有效

• 申請號: 201410579830.4
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104353832A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 王迪;白玉超;楊永強
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

1.一種金屬3D打印機密封艙氣氛除氧及循環凈化設備，包括成型室(8)，其特征在于：所述成型室(8)的一端設有出氣口(10)，另一端設有進氣口(20)；

所述出氣口(10)與進氣口(20)通過氣體循環管道連接；

在進氣口(20)與出氣口(10)之間的氣體循環管道上，依次設有第一氣動蝶閥(21)、粉塵凈化器(19)、第二氣動蝶閥(18)、除水干燥器(12)；

在第二氣動蝶閥(18)與除水干燥器(12)之間的氣體循環管道上還設有一個分支管路，該分支管路的末端連接真空泵(17)，在分支管路的接口處與真空泵(17)的管路上設有分子篩(16)和真空管道電磁閥(13)；

在成型室(8)的側壁上設置有一個保護氣進氣口電磁閥(3)，保護氣進氣口電磁閥(3)通過設有進氣管道調壓閥(2)的管路連接惰性氣體源(1)。

2.根據權利要求1所述的金屬3D打印機密封艙氣氛除氧及循環凈化設備，其特征在于：所述成型室(8)的頂部還設有，排氣口電磁閥(4)、測氧儀進氣口電磁閥(5)、測氧儀出氣口電磁閥(6)、壓力傳感器(7)；

所述測氧儀進氣口電磁閥(5)通過管路連接氣泵(22)；

所述測氧儀出氣口電磁閥(6)通過管路連接測氧儀(23)；

所述氣泵(22)通過管路與測氧儀(23)連接。

3.根據權利要求1所述的金屬3D打印機密封艙氣氛除氧及循環凈化設備，其特征在于：所述測氧儀(23)連接測氧儀顯示器(24)；所述壓力傳感器(7)連接壓力傳感器顯示器(25)。

4.根據權利要求1或2所述的金屬3D打印機密封艙氣氛除氧及循環凈化設備，其特征在于：所述成型室(8)的前端設置有密封門(9)。

5.根據權利要求4所述的金屬3D打印機密封艙氣氛除氧及循環凈化設備，其特征在于：成型室(8)的底部設有密封門檢測傳感器(11)。

6.根據權利要求4所述的金屬3D打印機密封艙氣氛除氧及循環凈化設備，其特征在于：所述真空泵(17)包括一個真空泵排氣口消音器(15)，該真空泵排氣口消音器(15)通過真空泵排氣口(14)連接真空泵(17)。

7.一種金屬3D打印機密封艙氣氛除氧及循環凈化的方法，其特征在于如下步驟：

(一)除氧步驟

啟動3D打印機，工控機啟動除氧程序，關閉密封門(9)，密封門檢測傳感器(11)檢測到密封門關閉到位，開啟壓力傳感器(7)，開啟氣泵(22)、測氧儀(23)；

接著啟動真空泵(17)，當成型室(8)內部壓強降低到-20kPa時，停止真空泵(17)，開啟保護氣進氣口電磁閥(3)，開始沖入保護氣體，當成型室(8)內壓強超過15kPa時，關閉進氣管道調壓閥(2)，開啟排氣口電磁閥(4)，當成型室(8)內壓強降低到3kPa時關閉排氣口電磁閥(4)；

工控機讀取測氧儀(23)數據，如果氧氣含量降低到設定值下限，則由工控機開啟氣體循環控制程序，即成型室(8)內的保護氣體開始通過氣體循環管道進行循環；如果成型室(8)內的氧氣含量未達到所需設定值，則再打開真空泵(17)使成型室(8)內部壓強降低至-20kPa，繼續循環上述過程直至成型室(8)內含氧量降低到設定值下限；

(二)循環凈化步驟

當成型室(8)內含氧量降低到設定值的下限，則由工控機開啟氣體循環控制程序，即成型室(8)內的保護氣體開始通過氣體循環管道進行循環；打開第一氣動蝶閥(21)和第二氣動蝶閥(18)，啟動粉塵凈化器(19)；

如果成型室(8)內壓強在3-15kPa內，含氧量在100ppm以內，則由工控機啟動加工程序；如果成型室(8)內壓強超過15kPa，則啟動排氣口電磁閥(4)直至壓力降至3kPa后關閉排氣口電磁閥(4)，若成型室(8)內含氧量高于100ppm，打開保護氣進氣口電磁閥(3)和排氣口電磁閥(4)，直至成型室(8)內含氧量降低至設定值的下限后關閉排氣口電磁閥(4)和保護氣進氣口電磁閥(3)，工控機啟動加工程序。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于所述加工程序的步驟如下：

當成型室(8)內含氧量和壓強符合設定值，工控機啟動加工程序；工控機啟動啟動氣體循環控制程序，即成型室(8)內的保護氣體開始通過氣體循環管道進行循環；

打開測氧儀進氣口電磁閥(5)、氣泵(22)、測氧儀(23)、測氧儀出氣口電磁閥(6)、壓力傳感器(7)，3D打印機開始對零件進行加工，實時檢測成型室(8)內含氧量和壓強，直至加工結束，零件冷卻5分鐘后，取出零件和粉末加工完成。