[發明專利]鎂合金3D打印裝置控制系統

在審

• 申請號: 202010904814.3
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN111922337A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 石海;安國進;黃斌;鐘智;王長斌
• 申請（專利權）人: 貴州航天風華精密設備有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 張祥軍

本發明提供了一種鎂合金3D打印裝置控制系統，包括控制器，控制器輸入端分別連接有氧含量檢測器，壓力檢測器，輸出端分別連接有繼電器、補氣閥、排氣閥，控制器接收氧含量檢測器、壓力檢測器輸入的信號，向繼電器發出接通或斷開的控制信號，以及向補氣閥、排氣閥發出增大或減小開度的控制信號。通過實時監測3D打印機內的氧含量、壓力環境，及時發出斷電、調節壓力的反饋信號，支持3D打印裝置的長時間安全運行。另外，控制器輸入端還連接有補氣流量計、排氣流量計或循環流量計，用于反饋控制3D打印機進氣、出氣流量。

技術領域

本發明涉及合金成型制造技術領域，具體涉及一種鎂合金3D打印裝置控制系統。

背景技術

鎂合金是以鎂為基礎加入其它元素組成的合金，由其密度小、比強度高、彈性模量大、散熱、減震性能好的優點，成為在航空航天、新能源汽車、醫療植入體、消費電子等領域輕量化零件的首選材料。傳統的鎂合金零件是通過鑄造結合機加工的方式進行制造，該方式無法加工結構較為復雜或是壁厚較薄的零件。3D打印技術可以克服這一問題，能制造結構復雜的零件，從而提高產品的輕量化程度。公開號為CN206702220U的中國專利文獻公開了一種SLM型3D打印機，該3D打印機包括殼體、殼體內通過安裝框裝設有轉軸，轉軸上通過液壓缸連接有金屬粉料罐，通過轉軸旋轉帶動金屬粉料管旋轉，金屬粉料管左右兩側設有刮板將物料鋪平，殼體下部設有氬氣儲存箱，氬氣儲存箱兩側設有抽氣管與工作腔連接，工作腔上設有排氣管，當氬氣充滿工作腔后關閉排氣管進行打印。該專利提供了一種氬氣保護氣氛下打印的方案。

然而，由于鎂合金易燃爆、密度、熔沸點低的特點，3D打印過程中安全問題突出，易產生大量煙霧和粉塵。因而，目前包括該專利在內的研究成果均只能在氬氣保護下短時間小批量打印。即使是短時間小批量打印，目前的研究成果也沒有公開打印機開啟打印的臨界值，該臨界值可保證打印安全。另外，申請人還發現，在鎂合金精密零件制造的3D打印中，壓力和氧含量均對產品質量有關，本領域的技術人員容易知道，制造大型零件或長時間打印，即要保證打印安全，又不至于打印前通入氬氣時間過長造成浪費，還要保證產品質量和成品率，其氧含量、壓力等參數不是通過有限的實驗能夠得出的，因而，本領域技術人員也無法得到啟示，如何通過控制這些參數，以滿足打印大型零件和進行長時間打印，且提高產品質量。

發明內容

本發明所解決的技術問題為：提供一種鎂合金3D打印控制系統，以支持鎂合金3D打印裝置的長時間安全運行。

本發明通過以下技術方案得以實現。

本發明提供的鎂合金3D打印裝置控制系統，包括控制器，所述控制器第一輸入端連接有氧含量檢測器、第二輸入端連接壓力檢測器、第一輸出端連接有繼電器、第二輸出端連接有補氣閥、第三輸出端連接有排氣閥，控制器接收氧含量檢測器、壓力檢測器的檢測信號，向繼電器發出通斷控制信號，向補氣閥、排氣閥發出開度控制信號。

通過氧含量檢測器、壓力檢測器對3D打印機內的環境實時監測，當3D打印機內氧含量超過設定值時，控制繼電器及時斷開打印電源，保障了打印安全；將補氣閥、排氣閥分別設在3D打印機的補氣口和排氣口，當壓力超過設定范圍時，通過調節補氣流量、排氣流量，保持打印壓力的穩定。

作為本發明的改進，控制器的第三輸入端還連接有補氣流量計，控制器還接收補氣流量計的檢測信號，向補氣閥發出開度控制信號，向繼電器發出通斷控制信號。進一步地，控制器第四輸入端還連接有排氣流量計，控制器還接收排氣流量計的檢測信號，向排氣閥發出開度控制信號，向繼電器發出通斷控制信號。通過該設置實現了對補氣流量、排氣流量進行反饋控制，維持3D打印機內的氣流穩定。

在繼電器的通斷控制中引入了補氣流量計、排氣流量計的檢測信號，當氧含量高于設定值、補氣流量為零、排氣流量為零，其中任一項發生時，控制器即向繼電器發出斷開的控制信號，斷開3D打印電源，保障打印的安全性。