[實用新型]金屬3D打印凈化裝置及金屬3D打印成型室氣體保護設備

有效

• 申請號: 201720993932.X
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN207255246U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 劉建業;胡高峰;徐卡里;關子民;朱昊威
• 申請（專利權）人: 廣東漢邦激光科技有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y40/00
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司44334
• 代理人: 謝志為

技術領域

本實用新型涉及3D打印技術領域，尤其是涉及一種金屬3D打印凈化裝置及一種金屬3D打印成型室氣體保護設備。

背景技術

金屬3D打印機是一種利用快速成形技術，以數字模型文件為基礎，將平鋪好的金屬粉末逐層熔化/融化，然后固化堆積成型來構造三維的實體的打印設備。隨著3D打印技術的快速發展，金屬3D打印機在產品制造業獲得了廣泛的應用。

3D打印成型時，需要通過高純氮氣、氬氣等惰性氣體進行保護。在激光聚焦后對金屬粉末的加工過程中，激光與金屬粉末發生作用瞬間都會產生煙塵，煙塵的主要來源是金屬粉末中的C元素、低熔點合金元素以及雜質元素燃燒、氣化造成，金屬粉末的長期反復使用對煙塵問題的程度有累積作用，長期累積造成激光與金屬粉末作用時產生煙塵越來越嚴重。成型室大量煙塵的產生將大大消弱氮氣、氬氣等惰性氣體的保護作用，同時，煙塵存在的其他的主要負面作用包括：(1)污染透光鏡片；(2)污染金屬粉末；(3)污染鋪粉導軌；(4)污染成型室內壁。

(1)污染透光鏡片：低速掃描時，激光能量輸入大，產生的煙塵量也大，煙塵很快使透光鏡片粘上一層黑煙粉末，導致激光透過鏡片時的功率衰減嚴重，煙塵對透光鏡片污染嚴重時，導致激光入射到粉床表面的功率不足，金屬粉末熔化不充分，成型過程必須反復停機手工清除透鏡片上的煙塵，所以煙塵污染透光鏡片后對3D成型效率和成型件質量等方面影響很大。

(2)污染金屬粉末：煙塵產生后小部分被惰性保護氣體吹到粉床以外，大部分仍然飄落到沒有使用的粉床表面，與金屬粉末混合在一起，大量煙塵附著到金屬粉末上，將直接影響各層金屬粉末表面對于激光能量的吸收，并最終影響成型件的質量。

(3)污染鋪粉導軌：目前3D打印設備多采用半開放式鋪粉導軌安裝方式，即由于鋪粉臂的存在，導致了成型室與鋪粉導軌之間存在細長的開口，加工過程中揚起的煙塵會進入導軌內部引起導軌潤滑性降低，甚至導致導軌的磨損，從而使導軌精度降低直至無法使用。

(4)污染成型室內壁：加工過程產生的煙塵一部分被惰性保護氣體吹走，一部分會粘附在成型室內壁，特別是觀察窗口內壁。隨著煙塵的累積，在下次加工時會有部分煙塵脫落，一部分飄落到金屬粉末上污染金屬粉末，一部分飄落到成型面上影響成型件質量，而粘附在觀察窗口側的煙塵會嚴重影響對加工過程的監控。

因此，有必要對成型室氣體進行循環凈化。

實用新型內容

有鑒于此，有必要提供一種金屬3D打印凈化裝置及一種金屬3D打印成型室氣體保護設備，其能對成型室氣體進行循環凈化。

一種金屬3D打印凈化裝置，用于凈化成型室內的氣體。該成型室的一端設有出氣口，另一端設有進氣口。該金屬3D打印凈化裝置包括連接該出氣口與該進氣口的氣體循環管道、以及在該出氣口與該進氣口之間的氣體循環管道上依次設置的第一閥開關、過濾棉、凈化器與第二閥開關。該凈化器包括第一壓力表、精過濾裝置、第二壓力表、循環風機裝置及報警裝置。該第一壓力表、該精過濾裝置、該第二壓力表、及該循環風機裝置沿該出氣口至該進氣口的方向依次設置在該氣體循環管道上。該第一壓力表與該第二壓力表分別裝設在該精過濾裝置的入口處與出口處。該報警裝置與該第一壓力表及該第二壓力表均電性連接，并用于在該第一壓力表所顯示的氣壓值與該第二壓力表所顯示的氣壓值之差達到一預設范圍時報警。

進一步地，該凈化器上還設置有一個分支管道，該分支管道的末端連接氣泵，該分支管道在進入該凈化器的入口處裝設有監測電磁閥。

進一步地，該凈化器還包括粗過濾裝置與干燥機，該粗過濾裝置、該精過濾裝置、該干燥機與該循環風機裝置沿該出氣口至該進氣口的方向依次設置在該氣體循環管道上。

進一步地，該過濾棉采用阻燃耐高溫的纖維、棉片、或者玻璃纖維制成。

一種金屬3D打印成型室氣體保護設備，包括成型室及如上所述的金屬3D打印凈化裝置。該成型室的一端設有出氣口，另一端設有進氣口。該金屬3D打印凈化裝置的一端連接該出氣口，該金屬3D打印凈化裝置的另一端連接該進氣口。

進一步地，該金屬3D打印成型室氣體保護設備還包括：與該成型室連接并對該成型室進行測氧的測氧裝置；與該成型室連接并對該成型室進行抽真空的抽真空裝置；與該成型室連接并對該成型室進行壓力釋放的壓力釋放裝置；以及與該成型室連接并對該成型室進行惰性氣體補充的惰性氣體補充裝置。