【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于增材制造領域，涉及一種成形室內部保護氣氛形成方法及裝置，尤其涉及一種用于選區激光熔融設備的成形室內部保護氣氛形成方法及裝置。
技術介紹
1、選區激光熔融(slm，selective?laser?melting)設備在成形過程中，高能量密度激光直接作用在粉末床上，粉末熔化的同時會伴隨汽化形成金屬蒸汽，并在惰性保護氣氛中迅速冷卻形成金屬煙塵，對于該過程往往會帶來以下問題：
2、金屬煙塵或是燒結過程中的飛濺物，會在成形室內隨著惰性保護氣氛流動，其中一部分會直接被吸風口吸入循環過濾系統，而另一部分較輕的煙塵會隨著流場在成形室內部運動，當其隨著流場運動到保護鏡上時，會吸附在保護鏡片上，經過一定時間的堆積，在激光的路徑上造成遮擋，影響激光入射到粉末床上的功率導致燒結不良。
3、為保證打印質量，需要在打印過程中停機開艙擦拭鏡片，設備開艙后二次洗氣耗費時間長，且開艙導致成形幅面溫度降低使得金屬打印零件表面收縮并出現接刀痕等缺陷。
4、目前設備主流鏡頭保護的方式有兩種，風墻式鏡頭保護以及保護鏡直吹式鏡頭保護。其中，風墻式鏡頭保護的方式是通過整體均勻的流場帶走煙塵，但該方式對設備的風量需求高，會增加過濾系統負荷，同時均勻性控制復雜，風墻出口風速難以橫跨整個成形室寬度，保護效果存在一定缺陷，且風墻的干凈氣體進入成形室后即被污染，保護效果有限。而保護鏡直吹式鏡頭保護的下壓流場不規整，比較容易形成渦流，反而較易卷起煙塵附著鏡頭，同時還會消耗保護氣，導致成本增加。
技術實現思路<
1、為了解決
技術介紹
中存在的上述技術問題，本專利技術提供了一種流場穩定性高、不會增加過濾系統負荷、能夠有效避免設備工作過程中產生的金屬煙塵、保護激光鏡片鏡面潔凈以及減少惰性氣體消耗的成形室內部保護氣氛形成方法及裝置。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種成形室內部保護氣氛形成方法，其特征在于：所述成形室內部保護氣氛是從成形室一側向成形室相對一側流動的上吹風保護氣流以及下吹風保護氣流；所述上吹風保護氣流并行于成形室頂板并從保護鏡的底部掃過；
3、所述下吹風保護氣流并行于成形幅面并從成形幅面上表面掃過；
4、所述上吹風保護氣流與下吹風保護氣流在成形室內部獨立流動。
5、上述上吹風保護氣流的流動方向與下吹風保護氣流的流動方向是相同或相反。
6、上述從保護鏡的底部掃過的上吹風保護氣流以及從成形幅面上表面掃過的下吹風保護氣流被共同收集或各自被獨立的收集。
7、上述從保護鏡的底部掃過的上吹風保護氣流以及從成形幅面上表面掃過的下吹風保護氣流被收集后，經過濾凈化后排放或被重復利用。
8、一種基于如前所述的成形室內部保護氣氛形成方法的成形室內部保護氣氛形成裝置，其特征在于：所述成形室內部保護氣氛形成裝置包括上吹風保護氣流形成裝置，所述上吹風保護氣流形成裝置包括吹風口、吸風裝置以及上吹風導流裝置；所述吹風口與上吹風導流裝置相貫通并通過上吹風導流裝置向吸風裝置吹出上吹風保護氣流；所述上吹風保護氣流并行于成形室頂板并從保護鏡掃過；所述吹風口以及吸風裝置相對設置在成形室側壁上。
9、上述上吹風導流裝置是設置在成形室頂板上的半延伸式吹風裝置或全延伸式吹風裝置；
10、優選地，所述上吹風導流裝置是半延伸式吹風裝置時，所述上吹風導流裝置包括上吹風口延伸段；所述吹風口與上吹風口延伸段相貫通；所述吹風口通過上吹風口延伸段向吸風裝置吹出上吹風保護氣流；沿上吹風保護氣流的流動方向，所述上吹風口延伸段伸向保護鏡；優選地，沿上吹風保護氣流的流動方向，所述上吹風口延伸段的出口邊界與距離出口邊界最近的保護鏡邊緣距離是d1，所述保護鏡的直徑是φ鏡；所述d1＜φ鏡；
11、優選地，所述上吹風導流裝置是全延伸式吹風裝置時，所述上吹風導流裝置包括上吹風口延伸段；所述吹風口與上吹風口延伸段相貫通；所述吹風口通過上吹風口延伸段向吸風裝置吹出上吹風保護氣流；沿上吹風保護氣流的流動方向，所述上吹風口延伸段伸向保護鏡并覆蓋保護鏡；所述上吹風口延伸段上沿保護鏡在上吹風口延伸段的投影位置處設置有延伸段開孔；優選地，沿上吹風保護氣流的流動方向，所述上吹風口延伸段的出口邊界與距離出口邊界最近的保護鏡邊緣距離是d2，所述保護鏡的直徑是φ鏡；所述d2＞φ鏡；所述延伸段開孔的孔徑是φ孔，所述φ孔≥φ鏡。
12、上述上吹風導流裝置與成形室頂板之間是接觸或非接觸的，所述上吹風導流裝置與成形室頂板之間是非接觸時，所述上吹風導流裝置與成形室頂板之間的距離不超過10cm。
13、上述吸風裝置是上置式吸風裝置或下置式吸風裝置；所述吸風裝置是上置式吸風裝置時，所述上置式吸風裝置包括置于成形室頂板處的上吸風口；所述上吸風口與吹風口上吹風導流裝置基本處于同一高度；所述上吹風保護氣流流向上吸風口；
14、所述吸風裝置是下置式吸風裝置時，所述下置式吸風裝置包括置于成形室內部側壁或內部底部的下吸風口；所述上吹風保護氣流通過上吹風導流裝置流向下吸風口；所述下吸風口所在高度明顯低于吹風口所在高度；優選地，所述下置式吸風裝置還包括設置在成形室內部的風向導流裝置；所述上吹風保護氣流通過上吹風導流裝置以及風向導流裝置流向下吸風口；優選地，所述風向導流裝置是風向倒流板或風向倒流斜面。
15、上述成形室內部保護氣氛形成裝置還包括下吹風保護氣流形成裝置，所述下吹風保護氣流形成裝置包括下吹風口以及與下吹風口的位置相對的下吸風口；所述下吹風口向下吸風口吹出并行于成形幅面并從成形幅面上表面掃過的下吹風保護氣流；
16、優選地，所述下吹風保護氣流的方向與上吹風保護氣流的方向相同或相反。
17、上述成形室內部保護氣氛形成裝置還包括氣流凈化裝置；所述氣流凈化裝置包括過濾系統以及風機；所述吸風裝置和/或下吸風口通過過濾系統以及風機與吹風口相貫通。
18、本專利技術的優點是：
19、本專利技術提供了一種成形室內部保護氣氛形成方法及裝置，該裝置包括吹風口、吸風裝置以及上吹風導流裝置；吹風口與上吹風導流裝置相貫通并通過上吹風導流裝置吹出從保護鏡掃過且并行于成形室頂板的上吹風保護氣流；吸風裝置吸引上吹風保護氣流。本專利技術利用過濾后的惰性氣體進行鏡頭保護，可以避免引入新鮮的惰性氣體，有效降低氣體消耗，降低使用成本。延伸的主要作用是避免過濾后的循環氣體被污染，因為成形室內充斥著粉末和黑煙雜質，吹風口的氣體一旦流出風口進入成形室就會被污染，因此延伸上吹風口，使上吹風干凈氣流到達保護鏡之前，不和成形室內受污染的氣體摻混，可有效提升保護效果，提升設備的可靠性。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種成形室內部保護氣氛形成方法，其特征在于：所述成形室內部保護氣氛是從成形室一側向成形室相對一側流動的上吹風保護氣流以及下吹風保護氣流；所述上吹風保護氣流并行于成形室頂板(12)并從保護鏡(3)的底部掃過；
2.根據權利要求1所述的成形室內部保護氣氛形成方法，其特征在于：所述上吹風保護氣流的流動方向與下吹風保護氣流的流動方向是相同或相反。
3.根據權利要求2所述的成形室內部保護氣氛形成方法，其特征在于：所述從保護鏡(3)的底部掃過的上吹風保護氣流以及從成形幅面(5)上表面掃過的下吹風保護氣流被共同收集或各自被獨立的收集。
4.根據權利要求1或2或3所述的成形室內部保護氣氛形成方法，其特征在于：所述從保護鏡(3)的底部掃過的上吹風保護氣流以及從成形幅面(5)上表面掃過的下吹風保護氣流被收集后，經過濾凈化后排放或被重復利用。
5.一種基于權利要求4所述的成形室內部保護氣氛形成方法的成形室內部保護氣氛形成裝置，其特征在于：所述成形室內部保護氣氛形成裝置包括上吹風保護氣流形成裝置，所述上吹風保護氣流形成裝置包括吹風口、吸風裝置以及上吹風
6.根據權利要求5所述的成形室內部保護氣氛形成裝置，其特征在于：所述上吹風導流裝置是設置在成形室頂板(12)上的半延伸式吹風裝置或全延伸式吹風裝置；
7.根據權利要求6所述的成形室內部保護氣氛形成裝置，其特征在于：所述上吹風導流裝置與成形室頂板(12)之間是接觸或非接觸的，所述上吹風導流裝置與成形室頂板(12)之間是非接觸時，所述上吹風導流裝置與成形室頂板(12)之間的距離不超過10cm。
8.根據權利要求7所述的成形室內部保護氣氛形成裝置，其特征在于：所述吸風裝置是上置式吸風裝置或下置式吸風裝置；所述吸風裝置是上置式吸風裝置時，所述上置式吸風裝置包括置于成形室頂板(12)處的上吸風口(9)；所述上吸風口(9)與吹風口基本處于同一高度；所述上吹風保護氣流流向上吸風口(9)；
9.根據權利要求5或6或7或8所述的成形室內部保護氣氛形成裝置，其特征在于：所述成形室內部保護氣氛形成裝置還包括下吹風保護氣流形成裝置，所述下吹風保護氣流形成裝置包括下吹風口(8)以及與下吹風口(8)的位置相對的下吸風口(4)；所述下吹風口(8)向下吸風口(4)吹出并行于成形幅面(5)并從成形幅面(5)上表面掃過的下吹風保護氣流(7)；
10.根據權利要求9所述的成形室內部保護氣氛形成裝置，其特征在于：所述成形室內部保護氣氛形成裝置還包括氣流凈化裝置；所述氣流凈化裝置包括過濾系統以及風機(6)；所述吸風裝置和/或下吸風口(4)通過過濾系統以及風機(6)與吹風口相貫通。
...【技術特征摘要】
1.一種成形室內部保護氣氛形成方法，其特征在于：所述成形室內部保護氣氛是從成形室一側向成形室相對一側流動的上吹風保護氣流以及下吹風保護氣流；所述上吹風保護氣流并行于成形室頂板(12)并從保護鏡(3)的底部掃過；
2.根據權利要求1所述的成形室內部保護氣氛形成方法，其特征在于：所述上吹風保護氣流的流動方向與下吹風保護氣流的流動方向是相同或相反。
3.根據權利要求2所述的成形室內部保護氣氛形成方法，其特征在于：所述從保護鏡(3)的底部掃過的上吹風保護氣流以及從成形幅面(5)上表面掃過的下吹風保護氣流被共同收集或各自被獨立的收集。
4.根據權利要求1或2或3所述的成形室內部保護氣氛形成方法，其特征在于：所述從保護鏡(3)的底部掃過的上吹風保護氣流以及從成形幅面(5)上表面掃過的下吹風保護氣流被收集后，經過濾凈化后排放或被重復利用。
5.一種基于權利要求4所述的成形室內部保護氣氛形成方法的成形室內部保護氣氛形成裝置，其特征在于：所述成形室內部保護氣氛形成裝置包括上吹風保護氣流形成裝置，所述上吹風保護氣流形成裝置包括吹風口、吸風裝置以及上吹風導流裝置；所述吹風口與上吹風導流裝置相貫通并通過上吹風導流裝置向吸風裝置吹出上吹風保護氣流；所述上吹風保護氣流并行于成形室頂板(12)并從保護鏡(3)掃過；所述吹風口以及吸風裝置相對設置在成形室側壁上。
6.根據權利要求5所述的成形室內部保護氣氛形成裝...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙彥辰，張康康，周曉杰，趙星宇，李雅楠，
申請(專利權)人：西安鉑力特增材技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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