本發(fā)明屬于激光選區(qū)熔化3D打印成型設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于激光選區(qū)熔化3D打印的煙塵過(guò)濾裝置及使用方法。

背景技術(shù)：
3D打印亦稱(chēng)為增材制造，在激光選區(qū)熔化3D打印過(guò)程中，需要通過(guò)高純氮?dú)?、氬氣等氣體進(jìn)行保護(hù)。但由于采用高能激光束完全熔化選區(qū)內(nèi)粉末材料方式成型，鋪粉過(guò)程的粉末的運(yùn)動(dòng)、熔化成型過(guò)程的飛濺、低熔點(diǎn)金屬成分的蒸氣、粉末中非金屬雜質(zhì)的燃燒等都有會(huì)產(chǎn)生煙塵，彌漫到整個(gè)激光選區(qū)熔化3D打印設(shè)備的成型室，對(duì)成型過(guò)程產(chǎn)生了有害的影響，嚴(yán)重的危害包括：（1）成型中，煙塵不斷累積，保護(hù)氣氛中的煙塵顆粒濃度越來(lái)越大，對(duì)透光鏡片產(chǎn)生污染，將使透光鏡透射率降低，激光入射到粉末表面的功率不足，粉末熔化不充分，透光鏡也因吸入大量的激光能量，可能受熱開(kāi)裂。（2）煙塵污染了導(dǎo)軌、電機(jī)、成型室壁面等地方，影響了成型過(guò)程美觀性；（3）煙塵飄落到粉末上，也影響了粉末及成型零件的純度，導(dǎo)致零件成分可能發(fā)生改變，回收的粉末再次重用前需要較多的處理。因此，成型過(guò)程中對(duì)成型室氣氛進(jìn)行凈化十分必要，現(xiàn)有激光選區(qū)熔化3D打印的煙塵過(guò)濾方法主要是采用外接循環(huán)風(fēng)機(jī)將含煙塵的氣體抽出，然后通過(guò)多孔過(guò)濾介質(zhì)（一般為圓筒狀化纖濾芯或板框式過(guò)濾網(wǎng)）過(guò)濾，再循環(huán)返回到成型室中，這一般需要配備大功率風(fēng)機(jī)或真空泵設(shè)備，體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且昂貴，增加了3D打印設(shè)備的制造、運(yùn)行成本，也使設(shè)備便攜性較差；并且單純采用多孔過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾，如激光選區(qū)熔化設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行或長(zhǎng)久沒(méi)有更換過(guò)多孔過(guò)濾介質(zhì)，極易因吸附過(guò)多煙塵被堵，使過(guò)濾設(shè)備的過(guò)濾效果越來(lái)越差，甚至造成過(guò)濾設(shè)備失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種用于激光選區(qū)熔化3D打印的煙塵過(guò)濾裝置及使用方法，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、煙塵過(guò)濾效果良好且能長(zhǎng)久穩(wěn)定運(yùn)行、體積小巧等特點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種用于激光選區(qū)熔化3D打印的煙塵過(guò)濾裝置，包括集成有所有過(guò)濾裝置零件的氣體凈化箱，氣體凈化箱內(nèi)由下至上依次設(shè)有由多孔隔板分隔的液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層、粗過(guò)濾介質(zhì)層、細(xì)過(guò)濾介質(zhì)層及干燥劑層，在各層之間貫穿有一根吸氣管道，吸氣管道的吸氣管道入口穿過(guò)干燥劑層進(jìn)入激光選區(qū)熔化3D打印設(shè)備的成型室，并置于成型平臺(tái)斜上方，其出口則位于液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層內(nèi)并插入液面下約0.2-8mm，吸氣管道內(nèi)設(shè)置有一個(gè)由成型室進(jìn)風(fēng)并向液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層出風(fēng)的吸氣風(fēng)機(jī)，從而將成型室內(nèi)的煙塵吸入吸氣管道內(nèi)，然后使氣體依次經(jīng)過(guò)液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層、粗過(guò)濾介質(zhì)層、細(xì)過(guò)濾介質(zhì)層的過(guò)濾及干燥劑層的干燥后回到成型室內(nèi)。所述液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層內(nèi)具有液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)，液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)優(yōu)選為水。所述干燥劑層與成型室相連通，在干燥劑層與成型室之間設(shè)置有回氣擋板，回氣擋板采用多孔材料，優(yōu)選為開(kāi)孔海棉。所述多孔隔板具有氣孔，氣孔用于氣體的流通。所述粗過(guò)濾介質(zhì)層內(nèi)具有多孔的過(guò)濾材料的粗過(guò)濾介質(zhì)，粗過(guò)濾介質(zhì)優(yōu)選為過(guò)濾棉。所述細(xì)過(guò)濾介質(zhì)層內(nèi)具有細(xì)過(guò)濾介質(zhì)，該細(xì)過(guò)濾介質(zhì)的孔隙大小要小于粗過(guò)濾介質(zhì)，細(xì)過(guò)濾介質(zhì)優(yōu)選材料也是過(guò)濾棉。一種用于激光選區(qū)熔化3D打印的煙塵過(guò)濾裝置的使用方法，其使用步驟是：首先成型室內(nèi)的含煙塵的氣體被吸氣風(fēng)機(jī)所吸，經(jīng)過(guò)吸氣管道被送入到液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層內(nèi)，使大部分煙塵或被液態(tài)介質(zhì)所溶解、或因比液態(tài)介質(zhì)重下沉至液態(tài)介質(zhì)層底部、或因浸附了液態(tài)介質(zhì)被吸附在液態(tài)介質(zhì)表面或分散在液態(tài)介質(zhì)中；經(jīng)液態(tài)介質(zhì)過(guò)濾處理后，混合有小部分未能被液態(tài)介質(zhì)過(guò)濾掉的煙塵及新產(chǎn)生的液態(tài)介質(zhì)霧氣的氣體向上升進(jìn)入粗過(guò)濾介質(zhì)層，在粗過(guò)濾介質(zhì)層進(jìn)行粗濾；此后，混合有極小部分未能被粗過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾掉的煙塵及液態(tài)介質(zhì)霧氣再上升進(jìn)入細(xì)過(guò)濾介質(zhì)層，在細(xì)過(guò)濾介質(zhì)層內(nèi)進(jìn)行細(xì)濾，細(xì)濾過(guò)程進(jìn)一步將氣體中剩余的污染物及部分液態(tài)介質(zhì)霧氣過(guò)濾掉；為防止凈化后的氣體仍帶有液態(tài)介質(zhì)霧氣，在氣體回收至成型室前采用再進(jìn)入干燥劑層內(nèi)進(jìn)行干燥處理，干燥劑采用可重復(fù)再生使用的干燥劑，干燥凈化后的氣體最后進(jìn)入成型室中。本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有的激光選區(qū)熔化3D打印煙塵過(guò)濾方法不同，采用了液態(tài)過(guò)濾配合多孔過(guò)濾介質(zhì)的多重過(guò)濾方法，液態(tài)過(guò)濾可以簡(jiǎn)單有效地將絕大多數(shù)煙塵過(guò)濾掉，這使后續(xù)多孔過(guò)濾介質(zhì)能無(wú)需頻繁更換而能長(zhǎng)久穩(wěn)定使用；并且由于后續(xù)多孔過(guò)濾介質(zhì)的孔隙幾乎不會(huì)隨激光選區(qū)熔化3D打印設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)而逐步被堵住，使吸氣風(fēng)機(jī)的功耗大大減小，因此采用小功率風(fēng)機(jī)也可長(zhǎng)久有效地吸入含煙塵的氣體；此外，過(guò)濾裝置的所有零部件都集成安放到一個(gè)氣體凈化箱中，可以大大減小整套激光選區(qū)熔化3D打印設(shè)備的體積，有利于設(shè)備的小型化、便攜化。因而，本方法及裝置具有技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行，成本低廉，使用維護(hù)方便，體積小巧等諸多優(yōu)點(diǎn)。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明在激光選區(qū)熔化3D打印設(shè)備中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1-成型室，2-吸氣管道，21-入口，22-出口，3-吸氣風(fēng)機(jī)，4-氣體凈化箱，5-液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層，6-粗過(guò)濾介質(zhì)層，7-細(xì)過(guò)濾介質(zhì)層，8-干燥劑層，9-回氣擋板，10-成型平臺(tái)，11-多孔隔板。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，一種用于激光選區(qū)熔化3D打印的煙塵過(guò)濾裝置，包括集成有所有過(guò)濾裝置零件的氣體凈化箱4，氣體凈化箱4內(nèi)內(nèi)由下至上依次設(shè)有由多孔隔板11分隔的液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層5、粗過(guò)濾介質(zhì)層6、細(xì)過(guò)濾介質(zhì)層7及干燥劑層8，在各層之間貫穿有一根吸氣管道2，吸氣管道2的吸氣管道2入口21穿過(guò)干燥劑層8進(jìn)入激光選區(qū)熔化3D打印設(shè)備的成型室1，并置于成型平臺(tái)10斜上方，其出口22則位于液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層5內(nèi)并插入液面下約0.2-8mm，吸氣管道2內(nèi)設(shè)置有一個(gè)由成型室1進(jìn)風(fēng)并向液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層5出風(fēng)的吸氣風(fēng)機(jī)3，從而將成型室1內(nèi)的煙塵吸入吸氣管道2內(nèi)，然后使氣體依次經(jīng)過(guò)液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層5、粗過(guò)濾介質(zhì)層6、細(xì)過(guò)濾介質(zhì)層7的過(guò)濾及干燥劑層8的干燥后回到成型室1內(nèi)。所述液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層5內(nèi)具有液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)，液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)優(yōu)選為水。所述干燥劑層8與成型室1相連通，在干燥劑層8與成型室1之間設(shè)置有回氣擋板9，氣擋板9采用多孔材料，優(yōu)選為開(kāi)孔海棉。所述多孔隔板11具有氣孔，氣孔用于氣體的流通。所述粗過(guò)濾介質(zhì)層6內(nèi)具有多孔的過(guò)濾材料的粗過(guò)濾介質(zhì)，粗過(guò)濾介質(zhì)優(yōu)選為過(guò)濾棉。所述細(xì)過(guò)濾介質(zhì)層7內(nèi)具有細(xì)過(guò)濾介質(zhì)，該細(xì)過(guò)濾介質(zhì)的孔隙大小要小于粗過(guò)濾介質(zhì)，細(xì)過(guò)濾介質(zhì)優(yōu)選材料也是過(guò)濾棉。一種用于激光選區(qū)熔化3D打印的煙塵過(guò)濾裝置的使用方法，其使用步驟是：首先成型室1內(nèi)的含煙塵的氣體被吸氣風(fēng)機(jī)3所吸，經(jīng)過(guò)吸氣管道2被送入到液態(tài)過(guò)濾介質(zhì)層內(nèi)，使大部分煙塵或被液態(tài)介質(zhì)所溶解、或因比液態(tài)介質(zhì)重下沉至液態(tài)介質(zhì)層底部、或因浸附了液態(tài)介質(zhì)被吸附在液態(tài)介質(zhì)表面或分散到液態(tài)介質(zhì)中；經(jīng)液態(tài)介質(zhì)過(guò)濾處理后，混合有小部分未能被液態(tài)介質(zhì)過(guò)濾掉的煙塵及新產(chǎn)生的液態(tài)介質(zhì)霧氣的氣體會(huì)向上升進(jìn)入粗過(guò)濾介質(zhì)層6，在粗過(guò)濾介質(zhì)層6進(jìn)行粗濾；此后，混合有極小部分未能被粗過(guò)濾介質(zhì)層6過(guò)濾的煙塵及液態(tài)介質(zhì)霧氣再上升進(jìn)入細(xì)過(guò)濾介質(zhì)層7，在細(xì)過(guò)濾介質(zhì)層7內(nèi)進(jìn)行細(xì)濾，細(xì)濾過(guò)程進(jìn)一步將氣體中剩余的污染物及部分液態(tài)介質(zhì)霧氣過(guò)濾掉；為防止凈化后的氣體仍帶有液態(tài)介質(zhì)霧氣，在氣體回收至成型室1前采用再進(jìn)入干燥劑層8內(nèi)進(jìn)行干燥處理，干燥劑采用可重復(fù)再生使用的干燥劑，干燥凈化后的氣體最后進(jìn)入成型室1中。本發(fā)明與現(xiàn)有的激光選區(qū)熔化3D打印煙塵過(guò)濾方法不同，采用了液態(tài)過(guò)濾配合多孔過(guò)濾介質(zhì)的多重過(guò)濾方法，液態(tài)過(guò)濾可以簡(jiǎn)單有效地將絕大多數(shù)煙塵過(guò)濾掉，這使后續(xù)多孔過(guò)濾介質(zhì)能無(wú)需頻繁更換而能長(zhǎng)久穩(wěn)定使用；并且由于后續(xù)多孔過(guò)濾介質(zhì)的孔隙幾乎不會(huì)隨激光選區(qū)熔化3D打印設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的加長(zhǎng)而逐步被堵住，使吸氣風(fēng)機(jī)3的功耗大大減小，因此采用小功率風(fēng)機(jī)也可長(zhǎng)久有效地吸入含煙塵的氣體；此外，過(guò)濾裝置的所有零部件都集成安放到一個(gè)氣體凈化箱4中，可以大大減小整套激光選區(qū)熔化3D打印設(shè)備的體積，有利于設(shè)備的小型化、便攜化。因而，本方法及裝置具有技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行，成本低廉，使用維護(hù)方便，體積小巧等諸多優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何末背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。