[發(fā)明專利]一種可長(zhǎng)期穩(wěn)定控制成型腔氣氛的增材制造系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611107940.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN106583721A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹毅;李玉哲;李滌塵;王成;張旺;楊東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);陜西恒通智能機(jī)器有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種可長(zhǎng)期穩(wěn)定控制成型腔氣氛的增材制造系統(tǒng)，包括成型腔(10)，成型腔(10)和氣體置換系統(tǒng)(1)、煙塵凈化系統(tǒng)(14)連接；成型腔(10)內(nèi)安裝的水含量檢測(cè)儀(8)、氧含量檢測(cè)儀(9)的信號(hào)輸出和控制系統(tǒng)(20)的信號(hào)輸入連接，控制系統(tǒng)(20)的控制輸出分別和煙塵凈化系統(tǒng)(14)、氣體置換系統(tǒng)(1)、成型腔(10)控制輸入連接，其特征在于：成型腔(10)側(cè)壁和一個(gè)以上的過渡艙(4)連接，過渡艙(4)安裝有外門能夠和取放工件或零件，過渡艙(4)安裝有內(nèi)門(17)能夠與成型腔(10)連通，內(nèi)門(17)通過氣缸(18)進(jìn)行壓緊，過渡艙(4)通過平衡管(6)和成型腔(10)連通，平衡管(6)上安裝有控制連通的電磁閥(7)，過渡艙(4)外接獨(dú)立控制的真空系統(tǒng)(5)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可長(zhǎng)期穩(wěn)定控制成型腔氣氛的增材制造系統(tǒng)，其特征在于：所述的成型腔(10)通過工作臺(tái)(19)與成型缸(15)連接，成型缸(15)的活塞桿(22)連接的底板(16)和成型缸(15)缸壁接觸面上開有三角凹槽并裝有三角截面彈性密封圈(21)，三角截面彈性密封圈(21)與成型缸(15)壁形成過盈配合的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，在活塞桿(22)帶動(dòng)底板(16)上下運(yùn)動(dòng)過程中，底板(16)始終對(duì)三角截面彈性密封圈(21)產(chǎn)生一個(gè)向外的推力，使其貼緊缸壁。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可長(zhǎng)期穩(wěn)定控制成型腔氣氛的增材制造系統(tǒng)，其特征在于：所述的氣體置換系統(tǒng)(1)外接惰性氣源，內(nèi)部安裝風(fēng)機(jī)以及具有銅觸媒和分子篩凈化材料的凈化柱，通過置換使水氧含量降低到要求水平后，通過化學(xué)反應(yīng)消耗掉成型腔(10)內(nèi)的水、氧氣，進(jìn)一步降低水氧含量，使水氧含量降低到成型材料要求的指標(biāo)范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可長(zhǎng)期穩(wěn)定控制成型腔氣氛的增材制造系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟

1)進(jìn)行SLM成型時(shí)，首先把成型零件的CAD幾何模型導(dǎo)入控制系統(tǒng)20，然后安裝基板、調(diào)平并預(yù)置粉末，關(guān)閉成型腔(10)門；

2)對(duì)成型腔(10)進(jìn)行首次充氣時(shí)，先利用真空系統(tǒng)(5)對(duì)成型腔(10)進(jìn)行抽真空，達(dá)到真空度要求后，再通過氣體置換系統(tǒng)(1)對(duì)成型腔(10)中的氣體進(jìn)行置換，使水氧含量降低到成型材料成型要求的水氧含量指標(biāo)時(shí)，開始成型操作，在成型過程中接通煙塵凈化系統(tǒng)(14)，過濾掉成型腔中產(chǎn)生的煙塵污染物；由控制系統(tǒng)(20)控制自動(dòng)進(jìn)行零件的成型制作；成型結(jié)束后通過過渡艙(4)取出成型件；

成型過程中，三角截面彈性密封圈(21)與成型缸(15)壁形成過盈配合的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，在活塞桿(22)帶動(dòng)底板(16)上下運(yùn)動(dòng)過程中，底板(16)始終對(duì)三角截面彈性密封圈(21)產(chǎn)生一個(gè)向外的推力，使其貼緊缸壁；氣體置換系統(tǒng)(1)通過控制系統(tǒng)(20)根據(jù)水含量檢測(cè)儀(8)、氧含量檢測(cè)儀(9)反饋的數(shù)值自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)充惰性氣體和排氣操作；

3)零件成型完畢，通過過渡艙(4)從成型腔(10)取出成型件，在通過過渡艙(4)取件時(shí)，需先對(duì)過渡艙(4)進(jìn)行抽真空，然后通過連接成型腔(10)與過渡艙4的平衡管(6)進(jìn)行氣體平衡，使過渡艙(4)與成型腔(10)的氣氛相同，取出零件；

4)成型的零件取出之后，在不打開成型腔(10)門的情況下，若進(jìn)行下一次成型，通過過渡艙(4)把成型基板以零件放入成型腔(10)進(jìn)行成型；

5)每次成型結(jié)束后，在不打開成型腔(10)門破壞其中保護(hù)氣氛的情況下重復(fù)利用成型腔(10)的保護(hù)氣氛，達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定控制成型腔氣氛。