[發明專利]SLM設備成形腔的氣氛控制方法

有效

• 申請號: 201711297811.2
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108031845B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 時云;王聯鳳;李鵬;楊洋;郭立杰
• 申請（專利權）人: 上海航天設備制造總廠有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y40/00
• 代理公司: 31107 上海航天局專利中心
• 代理人: 余岢

本發明的SLM設備成形腔的氣氛控制方法包括循環啟動步驟、進排氣循環啟動步驟和停止循環步驟，該循環啟動步驟包括第一抽真空和第二抽真空兩次抽真空，該進排氣循環啟動步驟包括在氧含量大于所述設定值時，進行t2時間的排氣，然后進行t3時間的進氣，該停止循環步驟是在所述循環啟動步驟和所述進排氣循環啟動步驟任一步驟執行后，需關閉該循環時執行停止的步驟。該控制方法對成形腔腔體的氣密性要求不高、不會大量浪費氣體，而且具有良好的穩定性，更便于調試和維護。

技術領域

本發明涉及金屬熔化增材制造領域，尤其涉及一種SLM設備成形腔的氣氛控制方法。

背景技術

SLM設備(又稱為金屬熔化增材制造設備)的一個必須的工作條件，是要求成形腔體的氧含量低于0.1％，否則會影響打印質量，在打印鈦合金、鋁合金等活性高的金屬時甚至導致無法成功打印，更有甚者會引起爆炸。因此，SLM設備研制過程中的一個難點和關鍵技術即是成形腔的設計和成形腔氣氛循環的控制。

SLM設成形腔氣氛循環的控制方法主要有直接置換氣體法和抽真空+進排氣循環控制法。其中直接置換氣體法為直接對成形腔進行進氣和排氣，不抽真空，此種方法優點是對腔體的氣密性要求不高，但循環過程中比較消耗氣體，且循環時間比較長，一般比較適合比較小的腔體；抽真空進排氣循環控制法主要為先抽真空，然后再進行氣體置換，優點是循環時間快，節省氣體，缺點是對腔體的氣密性要求高。

根據我們研制的SLM設備的特點，采用了抽真空+進排氣循環控制法，此種方法又分為負壓置換氣體法和正壓置換氣體法。所述負壓置換氣體方法的問題在于，需要通過不斷地開啟/關閉真空泵來實現，這樣會對真空泵造成一定的損壞并且真空泵長時間運轉會產生嚴重的發熱現象，若是散熱性不夠好的情況下很容易將電機燒壞，從而會影響真空泵的使用壽命；另一方面，抽真空式所采取的是負壓控制方法，對腔體的氣密性要求很高，腔體內的氧含量很難長期保持，控制穩定性難以得到保證。此外，該負壓置換氣體方法還存在耗費大量氣體的問題。

發明要解決的問題：

鑒于上述問題，本發明的發明人們致力于提出一種能夠改善上述問題的SLM設備成形腔的氣氛控制方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種SLM設備成形腔的氣氛控制方法，該控制方法對成形腔腔體的氣密性要求不高、不會大量浪費氣體，而且具有良好的穩定性，更便于調試和維護。

本技術方案的SLM設備成形腔的氣氛控制方法，其包括：

循環啟動步驟，該循環啟動步驟包括：循環啟動；對成形腔進行第一次抽真空；判斷所述成形腔腔體內的第一抽真空壓力是否小于真空泵的極限值，當所述第一抽真空壓力小于所述極限值時，停止抽真空，當所述第一抽真空壓力大于所述極限值時，繼續抽真空；停止抽真空后，向所述成形腔腔體內進行第一次進氣；判斷所述成形腔腔體內的第一進氣壓力是否大于第一預設壓力值,當所述第一進氣壓力大于所述第一預設壓力值時，停止進氣，當所述第一進氣壓力小于所述第一預設壓力值時，繼續進氣；停止進氣后，對所述成形腔進行第二次抽真空；判斷所述成形腔腔體內的第二抽真空壓力是否小于第二預設壓力值,當所述第二抽真空壓力小于所述第二預設壓力值時，停止抽真空，當所述第二抽真空壓力大于所述第二預設壓力值時，繼續抽真空；停止抽真空后，向所述成形腔腔體內進行第二次進氣；判斷所述成形腔腔體內的第二進氣壓力是否大于所述第一預設壓力值,當所述第二進氣壓力是否大于所述第一預設壓力值時，停止進氣，當所述第二進氣壓力小于所述第一預設壓力值時，繼續進氣；

停止進氣后，經過t1時間，進入進排氣循環啟動步驟；