[實(shí)用新型]具有多功能循環(huán)氣流的激光熔化成形除塵系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520792909.5
• 申請日: 2015-10-14
• 公開（公告）號: CN205032730U
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林慧敏;張愛平;柯作偉;劉邦濤;張佳;潘志軍;全清友
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱福沃德多維智能裝備有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y30/00
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 席小東

技術(shù)領(lǐng)域

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，具體涉及一種具有多功能循環(huán)氣流的激光熔化成形除塵系統(tǒng)。

背景技術(shù)

“3D打印”技術(shù)，也稱為增量制造技術(shù)，產(chǎn)生于上個世紀(jì)80年代的美國，CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CNC(數(shù)字化控制)、自動控制、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，我國與世界發(fā)達(dá)國家之間的技術(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)通過將粉末、液體、薄片等離散材料逐層堆積，“自然生長”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)、動漫等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。

未來制造業(yè)的發(fā)展水平依然是衡量一個國家整體實(shí)力的關(guān)鍵標(biāo)志之一，而未來制造技術(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)展的帶動下，必然走向數(shù)字化和智能化?！?D打印”技術(shù)作為整個先進(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)展也會在不同層面深刻地對制造業(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)必然會逐步滲透到國防、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慣的制造方案，致使制造更為智能、簡捷、綠色的產(chǎn)品性能更加貼近理想狀態(tài)。

在3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，激光選區(qū)熔化(SelectiveLaserMelting，SLM)技術(shù)處于高端，是未來極具發(fā)展?jié)摿Φ囊豁?xiàng)金屬零部件激光直接成形技術(shù)。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中，在SLM成形過程中，當(dāng)激光作用于掃描區(qū)域的金屬粉末時，掃描區(qū)域會產(chǎn)生大量煙塵，所產(chǎn)生的煙塵會對成形腔內(nèi)的激光保護(hù)鏡以及運(yùn)動滑臺等相關(guān)器件產(chǎn)生不利影響。具體的，對于激光保護(hù)鏡的不利影響為：掃描區(qū)域所產(chǎn)生的煙塵會上升至位于其正上方的激光保護(hù)鏡附近，并且容易在鏡面附著。一旦出現(xiàn)此類現(xiàn)象，會造成激光能量的遮擋，不但影響成形質(zhì)量，而且會造成激光保護(hù)鏡接收激光能量而發(fā)熱炸裂，損害光路。對于運(yùn)動滑臺的不利影響為：當(dāng)掃描區(qū)域所產(chǎn)生的金屬粉塵以及煙塵進(jìn)入到運(yùn)動滑臺腔內(nèi)的滑臺導(dǎo)軌時，會污染運(yùn)動滑臺腔內(nèi)的滑動運(yùn)動部件，造成運(yùn)動摩擦損傷，從而降低滑動運(yùn)動部件的使用壽命。

因此，如何有效對激光熔化成形腔內(nèi)的氣流進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而有效去除掃描區(qū)域所產(chǎn)生的煙塵，具有重要意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種具有多功能循環(huán)氣流的激光熔化成形除塵系統(tǒng)，可有效解決上述問題。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型提供一種具有多功能循環(huán)氣流的激光熔化成形除塵系統(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；

另外，所述下腔體(2)的排氣口通過第1輸氣管路(3)連通到所述上腔體(1)的進(jìn)氣口；從所述上腔體(1)的進(jìn)氣口引出三個引風(fēng)道，分別為第1引風(fēng)道、第2引風(fēng)道和第3引風(fēng)道；所述第1引風(fēng)道與掃描區(qū)域除塵子系統(tǒng)連通；所述第2引風(fēng)道與激光保護(hù)鏡除塵子系統(tǒng)連通；所述第3引風(fēng)道與運(yùn)動滑臺腔除塵子系統(tǒng)連通；所述上腔體(1)的排氣口通過第2輸氣管路(4)連通到所述下腔體(2)的進(jìn)氣口，在所述第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)有粉塵過濾器(6)和風(fēng)機(jī)(7)。

優(yōu)選的，所述掃描區(qū)域除塵子系統(tǒng)包括：出氣嘴(11)和入氣嘴(12)；所述出氣嘴(11)和所述入氣嘴(12)分別設(shè)置在掃描區(qū)域工作平面的前后兩側(cè)，并且，所述出氣嘴(11)的上揚(yáng)角度為0°～15°，所述入氣嘴(12)的下傾角對應(yīng)為5°～20°；在水平高度上，所述出氣嘴(11)比所述入氣嘴(12)低10～50mm；所述出氣嘴(11)的進(jìn)氣端與所述第1引風(fēng)道的出氣端連通；所述入氣嘴(12)的排氣端與所述上腔體(1)的排氣口連通。

優(yōu)選的，所述出氣嘴(11)和所述入氣嘴(12)的寬度與掃描區(qū)域工作平面的寬度相同。