[發(fā)明專利]一種用于高溫加工環(huán)境的窗口鏡裝置

有效

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• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113341523B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設計）人: 鄭幸龍;郝軍軍;趙東東;金朝亮;李元;趙若愚;胡立人;帖凱;楊靜峰;王志斌;邊慧;薛花;盧夢茹
• 申請（專利權）人: 西安康拓醫(yī)療技術股份有限公司
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00;B33Y30/00;B29C64/25
• 代理公司: 西安恒聯(lián)知識產權代理有限公司 61251
• 代理人: 楊銀娟

本發(fā)明提供一種用于高溫加工環(huán)境的窗口鏡裝置，包括：前觀察面板，第一封裝蓋板、第二封裝蓋板和外部殼體，所述外部殼體為通孔結構，所述外部殼體的前側設置前觀察面板，所述外部殼體的上側和下側設置第一封裝蓋板和第二封裝蓋板；所述外部殼體內部設置窗口鏡，所述窗口鏡為多層低輻射玻璃組成的真空陣列層，所述窗口鏡的四周設置帶有卡槽的波紋型熱補償器；所述低輻射玻璃的側邊安裝在波紋型熱補償器的卡槽內，所述波紋型熱補償器與低輻射玻璃通過高溫膠粘合。本發(fā)明中的波紋型熱補償器平衡高溫下觀察鏡玻璃的熱應力變形，延長觀察鏡玻璃的使用壽命；有助于高溫加工環(huán)境下的全面保溫隔熱和視野觀察，具有極大的應用市場。

技術領域

本發(fā)明涉及觀察窗技術領域，具體涉及一種用于高溫加工環(huán)境的窗口鏡裝置。

背景技術

在一些特種加工環(huán)境中，例如：粉末床選區(qū)激光燒結的增材制造技術中，或加工過程中對保溫隔熱有特別需求的應用場景中，一方面，需要視野窗口進行加工過程的觀察，另一方面，普通的玻璃窗口鏡由于大量的熱量輻射散出，并不能滿足對保溫隔熱的嚴格要求。以“聚醚醚酮(PEEK)粉末床的激光燒結(SLS)”過程為例，進行說明。由于PEEK粉末材料是對溫度特別敏感的材料，而PEEK粉末的激光成型是在一個填充有惰性保護氣體且溫度場均一的環(huán)境中進行，當出現溫度場的局部溫差時，尤其是鋪粉厚度較小時，極易出現已經燒結部件的翹曲變形，此時，鋪粉棍會帶動翹曲變形的部分移動，從而損壞正在燒結部分的零件成型，以至于導致整個打印成品的報廢。所以，保證打印粉末床的溫度場均一性對打印成品的質量具有重要的作用。

在實際的粉末成型溫度場環(huán)境中，鋪粉車的固定兩側是通過鋼帶來隔熱的，頂部空間設置有加熱燈管和激光掃描鏡，鋪粉車的落粉側一方面需要將下落的粉末推入成型區(qū)域進行燒結，另一方面需要將多鋪設的粉末推入集料箱中，該箱口通過耐高溫軟管和集料箱連接，外部觀察側就是設置有觀察鏡的部分。在實際應用中，鋪粉車的固定兩側、頂部空間、落粉側均已進行保溫隔熱的處理，再進行改善的難度較大，而外部觀察側則有很大的改善空間。

PEEK粉末激光成型溫度場包括；下料倉部分：下料倉通過電機帶動主軸的轉動，將料倉內的粉末落到鋪粉車的前面，下料格數由主軸轉動的次數決定。下料倉部分上接真空上料機，后密封板件填充有密封保溫材料，能夠確保無氣體、熱量的散出；激光鏡光學部分：主要從激光光學控制和發(fā)射部分構成，當激光成型時，該部分控制激光的功率、掃描速度、掃描間距等工藝參數。激光鏡外部連接有氮氣氣路系統(tǒng)，可對激光鏡進行吹氣清潔，防止飄散粉末堆積在激光鏡頭。該部分遠高于粉末床，通過反射鏡等可使激光照射至激光成型區(qū)域，該部分的散熱也能夠保證，一般散熱的改善復雜，不易操作；導軌防護鋼帶：鋪粉車兩端通過固定切口穿過鋼帶連接至導軌上，鋼帶能夠隔絕熱量和氣體的散出，保證溫度場的均勻；集料箱接口：鋪粉車帶動鋪粉棍轉動，將下料倉下落的粉末推入激光成型區(qū)域，多余粉末會先落入接料缸內，當回程鋪粉時，鋪粉車將鋪粉多余的粉末直接推入集料箱接口，該接口是2mm～5mm的縫隙，通過軟連接與集料箱連接，形成粉末回收裝置。該部分也能保證溫度和氣體的飄散，保證溫度場的均勻性；窗口鏡：為了能夠實時觀察加工過程中的鋪粉穩(wěn)定性及燒結層圖樣，必須設置有可觀察的透明玻璃。該區(qū)域一般距離加熱燈管區(qū)較近，熱量會通過空氣和輻射散出，具有簡單可行的改善空間。

根據傳熱學理論，熱量的耗散方式一般有兩種，一種是通過將空氣加熱，通過氣體傳導作用，而將熱量散出，另一種是通過輻射散出，溫度也是一種能量，根據能量光學理論，會將熱量一份份地通過不同波長的輻射波而耗散。傳統(tǒng)的觀察鏡設計為了制作簡單和節(jié)約成本，一般只采用普通的耐高溫玻璃進行隔熱，一方面并不能滿足高保溫的要求，另一方面，高溫環(huán)境下，玻璃周圍存在熱應力，長期使用，易造成玻璃觀察鏡的加速損壞。

發(fā)明內容

為了克服上述現有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種用于高溫加工環(huán)境的窗口鏡裝置，主要針對以上在實際應用時的保溫隔熱效果差的問題進行重新的結構設計和改善，從而解決現有的技術難題。

本發(fā)明的技術方案是：

一種用于高溫加工環(huán)境的窗口鏡裝置，包括：