一種選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環(huán)保護(hù)一體化裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于粉末加工成型【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環(huán)保護(hù)一體化裝置，金屬密封艙的上端置有激光光路系統(tǒng)；金屬密封艙的一端置有粉末過濾器，另一端置有粉末噴嘴；氧氣過濾器與粉末過濾器連通；第一三向氣閥分別與氧氣過濾器、儲粉罐和循環(huán)泵連接；儲粉罐與粉末輥輪連接，第二三向氣閥分別與循環(huán)泵、惰性氣體源和氣體加熱器連接；粉末輥輪和氣體加熱器分別與粉末噴嘴連通；金屬密封艙內(nèi)側(cè)底部制有刮粉板，刮粉板連接有惰性氣體排放口；金屬密封艙的底部制有工作臺，工作臺下部制有絲杠轉(zhuǎn)臺；中央控制系統(tǒng)分別與氧含量傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器連通；其結(jié)構(gòu)簡單，所占內(nèi)部空間小，集成度高，維護(hù)方便，效率高。
【專利說明】一種選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環(huán)保護(hù)一體化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實(shí)用新型屬于粉末加工成型【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環(huán)保護(hù)一體化裝置，特別是一種基于粉末噴射技術(shù)的選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環(huán)保護(hù)一體化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】:
[0002]選擇性激光熔化SLM是金屬件直接成型的一種方法，是快速成型技術(shù)的最新發(fā)展，該技術(shù)基于快速成型的最基本思想，即逐層熔覆的“增量”制造方式，根據(jù)三維CAD模型直接成型具有特定幾何形狀的零件，成型過程中技術(shù)粉末完全熔化，產(chǎn)生冶金結(jié)合。采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工手段無法直接制造的形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的金屬零件，是激光快速成型技術(shù)應(yīng)用的主要方向之一，具有以下優(yōu)點(diǎn):一是能直接制造高質(zhì)量的金屬產(chǎn)品，不用任何后處理工藝或者簡單的表面處理，通過簡單的CAD造型和材料選擇即可直接加工出可直接使用的零件，極大地縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期；二是能得到具有非平衡態(tài)過飽和固溶體及均勻細(xì)小金相組織的實(shí)體，致密度幾乎能達(dá)到100%，零件機(jī)械性能與鍛造工藝所得相當(dāng)；三是使用具有高功率密度的激光器，以光斑很小的激光束加工金屬，使得加工出來的金屬零件具有很高的尺寸精度已經(jīng)好的表面粗糙度；四是由于激光光斑直徑很小，因此能以較低的功率熔化高熔點(diǎn)的金屬，使得用單一成分的金屬粉末老制造零件成為可能，而且可供選用的金屬粉末種類也大大拓寬了 ；五是適合各種復(fù)雜形狀的工件，尤其適合內(nèi)部有復(fù)雜異性結(jié)構(gòu)，如中空、三維網(wǎng)格以及用傳統(tǒng)方法無法制造的復(fù)雜工件。但是現(xiàn)階段所有的選擇性激光熔化SLM設(shè)備均采用刮粉式送粉系統(tǒng)，其系統(tǒng)復(fù)雜并且設(shè)備成本高，所占內(nèi)部空間影響光路設(shè)計與零件制造空間，并且刮粉片會阻礙新粉層的鋪放，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，尋求設(shè)計提供一種基于粉末噴射技術(shù)的選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環(huán)保護(hù)一體化裝置，將氣體循環(huán)系統(tǒng)與粉末噴射系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)惰性氣體保護(hù)與粉末快速鋪放的一體化，減少惰性氣體的消耗，實(shí)現(xiàn)均勻固定厚度的分層鋪放，簡化現(xiàn)有復(fù)雜的選擇性激光熔化鋪粉系統(tǒng)，降低設(shè)備成本。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)包括金屬密封艙、激光光路系統(tǒng)、粉末過濾器、氧氣過濾器、第一三向氣閥、儲粉罐、循環(huán)泵、粉末輥輪、粉末噴嘴、刮粉板、惰性氣體排放口、工作臺、絲杠轉(zhuǎn)臺、惰性氣體源、氣體加熱器、第二三向氣閥、第一管道、第二管道、中央控制系統(tǒng)、氧含量傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器；其中儲粉罐、粉末輥輪、惰性氣體源、氣體加熱器和第二三向氣閥連通式組合構(gòu)成鋪粉系統(tǒng)；粉末過濾器、氧氣過濾器、粉末噴嘴、第一管道和第二管道連通式組合構(gòu)成保護(hù)氣氛循環(huán)系統(tǒng)；金屬密封艙的上端安裝置有激光光路系統(tǒng)；金屬密封艙的一端連通式安裝置有粉末過濾器，另一端置有長方形的粉末噴嘴；粉末過濾器通過第一管道與氧氣過濾器的一端連通，氧氣過濾器的另一端與第一三向氣閥的一個接口連通；第一三向氣閥的另兩個接口分別與儲粉罐和循環(huán)泵的一端連接；第一三向氣閥與循環(huán)泵之間通過第二管道連通；儲粉罐的另一端連接制有粉末輥輪，循環(huán)泵的另一端與第二三向氣閥的一個接口連接，第二三向氣閥的另兩個接口分別連接有惰性氣體源和氣體加熱器；粉末輥輪和氣體加熱器分別與粉末噴嘴連通；金屬密封艙內(nèi)制有粉末噴嘴的一側(cè)底部制有刮粉板，刮粉板的一側(cè)連接制有惰性氣體排放口 ；金屬密封艙的底部制有工作臺，工作臺下部制有帶動其工作的絲杠轉(zhuǎn)臺；中央控制系統(tǒng)分別與伸入金屬密封艙的氧含量傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器電信息連通并實(shí)現(xiàn)控制。
[0005]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其結(jié)構(gòu)簡單，鋪份系統(tǒng)所占內(nèi)部空間小，設(shè)備集成度高，維護(hù)方便，效率高，鋪粉成功率高，保護(hù)氣氛循環(huán)系統(tǒng)集成壓力、氧含量和濕度傳感器，能實(shí)現(xiàn)氧含量IPPM以下，水含量3PPM以下的選擇性激光熔化過程，為后續(xù)設(shè)備的小型化和工業(yè)化創(chuàng)造條件。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0006]圖1為本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0007]下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0008]實(shí)施例:
[0009]本實(shí)施例的主體結(jié)構(gòu)包括金屬密封艙1、激光光路系統(tǒng)2、粉末過濾器3、氧氣過濾器4、第一三向氣閥5、儲粉罐6、循環(huán)泵7、粉末棍輪8、粉末噴嘴9、刮粉板10、惰性氣體排放口 11、工作臺12、絲杠轉(zhuǎn)臺13、惰性氣體源14、氣體加熱器15、第二三向氣閥16、第一管道17、第二管道18、中央控制系統(tǒng)19、氧含量傳感器20、濕度傳感器21和壓力傳感器22 ;其中儲粉罐6、粉末輥輪8、惰性氣體源14、氣體加熱器15和第二三向氣閥16連通式組合構(gòu)成鋪粉系統(tǒng)；粉末過濾器3、氧氣過濾器4、粉末噴嘴9、第一管道17和第二管道18連通式組合構(gòu)成保護(hù)氣氛循環(huán)系統(tǒng)；金屬密封艙I的上端安裝置有激光光路系統(tǒng)2 ;金屬密封艙I的一端連通式安裝置有粉末過濾器3，另一端置有長方形的粉末噴嘴9 ;粉末過濾器2通過第一管道17與氧氣過濾器4的一端連通，氧氣過濾器4的另一端與第一三向氣閥5的一個接口連通；第一三向氣閥5的另兩個接口分別與儲粉罐6和循環(huán)泵7的一端連接；第一三向氣閥5與循環(huán)泵7之間通過第二管道18連通；儲粉罐6的另一端連接制有粉末輥輪8，循環(huán)泵7的另一端與第二三向氣閥16的一個接口連接，第二三向氣閥16的另兩個接口分別連接有惰性氣體源14和氣體加熱器15 ;粉末棍輪8和氣體加熱器15分別與粉末噴嘴9連通；金屬密封艙I內(nèi)制有粉末噴嘴9的一側(cè)底部制有刮粉板10，刮粉板10的一側(cè)連接制有惰性氣體排放口 11 ;金屬密封艙I的底部制有工作臺12，工作臺12下部制有帶動其工作的絲杠轉(zhuǎn)臺13 ;中央控制系統(tǒng)19分別與伸入金屬密封艙I的氧含量傳感器20、濕度傳感器21和壓力傳感器22電信息連通并實(shí)現(xiàn)控制。
[0010]本實(shí)施例的工作原理為:裝置啟動時先封閉金屬密封器1，通過中央控制系統(tǒng)19開啟三向氣閥16，分別聯(lián)通循環(huán)泵7、惰性氣體源I和粉末噴嘴9，保護(hù)氣氛通過粉末過濾器3并經(jīng)第一管道17到達(dá)氧氣過濾器4，并循環(huán)至循環(huán)泵7，待通過氧含量傳感器20、濕度傳感器21、氣壓傳感器22檢測到適合工作環(huán)境數(shù)據(jù)降低至預(yù)設(shè)值后啟動噴粉系統(tǒng)，關(guān)閉三向氣閥16、循環(huán)泵7和氣體加熱器15，根據(jù)設(shè)置的加粉量，由控制粉末輥輪8將粉末送至粉末噴嘴9處，并通過氣體壓力將粉末噴射至工作臺12處，同時關(guān)閉三向氣閥5阻止氣體進(jìn)入儲粉罐6 ;隨著每層零件的加工，絲杠轉(zhuǎn)臺13帶動工作臺12下降，重復(fù)噴粉工序，并保持保護(hù)氣氛循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1.一種選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環(huán)保護(hù)一體化裝置，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括金屬密封艙、激光光路系統(tǒng)、粉末過濾器、氧氣過濾器、第一三向氣閥、儲粉罐、循環(huán)泵、粉末輥輪、粉末噴嘴、刮粉板、惰性氣體排放口、工作臺、絲杠轉(zhuǎn)臺、惰性氣體源、氣體加熱器、第二三向氣閥、第一管道、第二管道、中央控制系統(tǒng)、氧含量傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器；其中儲粉罐、粉末輥輪、惰性氣體源、氣體加熱器和第二三向氣閥連通式組合構(gòu)成鋪粉系統(tǒng)；粉末過濾器、氧氣過濾器、粉末噴嘴、第一管道和第二管道連通式組合構(gòu)成保護(hù)氣氛循環(huán)系統(tǒng)；金屬密封艙的上端安裝置有激光光路系統(tǒng)；金屬密封艙的一端連通式安裝置有粉末過濾器，另一端置有長方形的粉末噴嘴；粉末過濾器通過第一管道與氧氣過濾器的一端連通，氧氣過濾器的另一端與第一三向氣閥的一個接口連通；第一三向氣閥的另兩個接口分別與儲粉罐和循環(huán)泵的一端連接；第一三向氣閥與循環(huán)泵之間通過第二管道連通；儲粉罐的另一端連接制有粉末輥輪，循環(huán)泵的另一端與第二三向氣閥的一個接口連接，第二三向氣閥的另兩個接口分別連接有惰性氣體源和氣體加熱器；粉末輥輪和氣體加熱器分別與粉末噴嘴連通；金屬密封艙內(nèi)制有粉末噴嘴的一側(cè)底部制有刮粉板，刮粉板的一側(cè)連接制有惰性氣體排放口 ；金屬密封艙的底部制有工作臺，工作臺下部制有絲杠轉(zhuǎn)臺；中央控制系統(tǒng)分別與伸入金屬密封艙的氧含量傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器電信息連通。
【文檔編號】C23C24/10GK203820889SQ201420235531
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】張百成 申請人:張百成