CN108057885A - 加热致冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种加热致冷装置，包含一底座、一加热单元、一引导单元、一调温单元、一传导底板及多个致冷芯片；所述加热单元设置在所述底座上；所述引导单元设置在所述加热单元上；所述调温单元能够插拔的设置在所述引导单元中；所述传导底板设置在所述引导单元上。本发明加热致冷装置利用所述加热单元、调温单元及致冷芯片的设计，而能够可达到即时致冷或即时加热的效果。

Description

加热致冷装置
技术领域
本发明是有关于一种加热致冷装置，特别是关于应用在金属三维(3D)打印设备的一种加热致冷装置。
背景技术
3D快速成型(也称为3D打印)的主要技术内容是把数据资料及原料放进3D打印机中，透过铺粉装置将产品一层一层的打印出来，而形成最终成品。3D打印主要包括选择性激光烧结(Selective LaserSintering，SLS)、选择性激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)、直接金属粉料激光烧结(Direct Metal Laser Sintering，DMLS)，及电子束熔化(Electron Beam Melting,EBM)等技术。SLS是利用低功率激光烧结低熔点高分子粉料；SLM是利用高能束激光直接熔化金属粉料；DMLS是采用激光对二元金属进行烧结；而EBM采用电子束熔化金属粉料。
在3D打印领域中，其中的激光金属熔融制程设备由于使用的粉末不同，必须因应粉末特性需求而将制程中的工作平台进行特定的温度加热或冷却。然而，现有的加热或冷却装置皆独立运作，无法对特性需求将制程底板进行较即时的致热及致冷，因而较容易影响到产品的加工效率。
因此，有必要提供改良的一种加热致冷装置，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明主要目的在于提供一种加热致冷装置，利用加热单元及调温单元的设计，使工作平台能够可达到即致冷或即加热的制程。
为达上述之目的，本发明提供一种加热致冷装置，设置在一金属熔融设备中，所述加热致冷装置包含一底座、一加热单元、一引导单元、一调温单元、一传导底板及多个致冷芯片；所述底座具有一本体、一凹陷部及一断热片，所述凹陷部形成在所述本体上，所述断热片容置在所述凹陷部中；所述加热单元设置在所述底座上，且所述加热单元具有一加热板及一加热盘管，所述加热盘管穿伸在所述加热板内；所述引导单元设置在所述加热单元上；所述调温单元可插拔的设置在所述引导单元中，并与所述加热单元相间隔；所述传导底板设置在所述引导单元上，用以传导所述加热单元或所述调温单元的温度至所述金属熔融设备的一工作平台；所述致冷芯片呈棋盘状排列地设置在所述板体及所述传导底板之间。
在本发明之一实施例中，所述加热致冷装置还包含一隔热罩，用以容置所述底座及所述加热单元，其中所述隔热罩具有一底壁及一围绕壁。
在本发明之一实施例中，所述引导单元具有二滑轨，设置在所述加热单元的相对二侧，用以供所述调温单元在所述滑轨内移动。
在本发明之一实施例中，所述引导单元具有还具有二固定柱，分别组合在所述两滑轨上，所述调温单元具有二滑槽，分别与所述两固定柱相配合滑动。
在本发明之一实施例中，所述调温单元具有一板体及一流道管，所述流道管嵌设在所述板体中。
在本发明之一实施例中，所述传导底板具有多个底板区块，分别对应所述致冷芯片，用以使每一致冷芯片对相对应的底板区块进行温度传导。
在本发明之一实施例中，所述板体包含多个板体区块，分别对应设置所述致冷芯片，且所述调温单元具有多个流道管，分别设置在所述板体区块中。
如上所述，本发明的加热致冷装置的传导底板能够透过所述加热单元进行加热，以及透过所述调温单元进行冷却，使所述工作平台可达到即致冷或即加热的制程，而且由于所述调温单元为可插拔的设计，因此较方便将所述板体取出更换或维修。
附图说明
图1是根据本发明加热致冷装置的一优选实施例的一组合图。
图2是根据本发明加热致冷装置的一优选实施例的一立体分解图。
图3至7是根据图2的加热致冷装置的底板区块被加热或致冷的一示意图。
实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。再者，本发明所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
请参照图1及2所示，为本发明加热致冷装置100的一优选实施例，设置在一金属熔融设备中，所述加热致冷装置100包含一底座2、一加热单元3、一引导单元4、一调温单元5、一传导底板6、一隔热罩7、多个温度传感器8及多个致冷芯片9，本发明将于下文详细说明各组件的细部构造、组装关系及其运作原理。
续参照图1及2所示，所述底座2具有一本体21、一凹陷部22及一断热片23；所述凹陷部22形成在所述本体21上；所述断热片23容置在所述凹陷部22中。在本实施例中，所述凹陷部22呈一矩形，当所述断热片23放置在所述凹陷部22中，所述本体21的表面与所述断热片23的表面齐平。
续参照图1及2所示，所述加热单元3设置在所述底座2上，且所述加热单元3具有一加热板31及一加热盘管32，其中所述加热盘管32穿伸在所述加热板31内。在本实施例中，所述加热板31具有多个贯穿通道，所述加热盘管32穿设在所述通道中。
续参照图1及2所示，所述引导单元4设置在所述加热单元3上，且所述引导单元4具有二滑轨41及二固定柱42，其中所述两滑轨41设置在所述加热单元3的相对二侧，用以供所述调温单元5在所述滑轨41内移动，并且使所述调温单元5与所述加热单元3相间隔，而所述两固定柱42分别组合在所述两滑轨41的内侧。
续参照图1及2所示，所述调温单元5能够插拔的设置在所述引导单元4中，并与所述加热单元3相间隔，而且所述调温单元5具有一板体51、一流道管52及二滑槽53，其中所述流道管52嵌设在所述板体51中，用以流通冷却液体，所述滑槽53形成在所述板体51的相对二侧，而且所述滑槽53分别与所述两固定柱42相配合滑动。要说明的是，在其他实施例中，所述流道管52也可同时设置有热流道及冷流道，其中的热流道可迅速辅助与平均受热于所述加热板31，而冷流道可达成即时降温或冷却的效果。
续参照图1及2所示，所述传导底板6设置在所述引导单元4上，用以传导所述加热单元3的加热板31的温度至所述金属熔融设备的一工作平台101而进行升温，或传导所述调温单元5的板体51的温度至所述工作平台101进行降温。
续参照图1及2所示，所述隔热罩7用以容置所述底座2及所述加热单元3，其中所述隔热罩7具有一底壁71及一围绕壁72，所述围绕壁72自所述底壁71周缘向上延伸。在本实施例中，所述底壁71及围绕壁72可完整包覆所述底座2及所述加热单元3，用以防止内部热能泄出。
续参照图1及2所示，所述温度传感器8设置在所述加热单元3的加热板31的一侧。在本实施例中，所述温度传感器8等距间隔安装在所述加热板31的一侧，透过所述温度传感器8与所述加热板31接触而能够感测所述加热板31即时的加热温度。
续参照图1及2所示，所述致冷芯片9呈棋盘状排列地设置在所述板体51及所述传导底板6之间，可经由电性连接至一电源(未绘示)而收到驱动；另外，所述传导底板6具有多个底板区块61，分别对应所述致冷芯片9上，用以使每一致冷芯片9对相对应的底板区块61进行温度传导，且所述板体51包含多个板体区块511，分别对应设置所述致冷芯片9下，而且所述调温单元5具有多个流道管52，分别设置在所述板体区块511中，其中每一流道管52可依照实际需求设置为热流道或冷流道，使所述板体区块511能够调整不同的温度(如第3至7图所示)，同时每一致冷芯片9也能够对相对应的板体区块511进行温度传导。
依据上述的结构，本发明加热致冷装置100可由所述加热单元3的加热板31加热，并透过所述传导底板6传导至所述工作平台101进行升温，而且，也可以由所述调温单元5的板体51致冷，并透过所述传导底板6传导至所述工作平台101进行降温，用以使所述工作平台101能够达到即冷或即热制程。另外，由于所述调温单元5为能够插拔的设计，因此较方便将所述板体51取出更换或维修。而且利用所述致冷芯片9并配合上方的所述底板区块61及下方的所述板体区块511而呈矩阵排列，使所述传导底板6能够分区域性的致冷或加热，能够针对不同的底板区块61作温度调整，进而达到在一工作平面上激光熔融制程中同时有致冷或加热的温度差异。另外，所述传导底板6分割成多个底板区块61排列，能够让致冷区域及加热区域不互相干扰，而达到不同区块温度控制。
通过上述的设计，所述传导底板6能够透过所述加热单元3进行加热，以及透过所述调温单元5进行冷却，使所述工作平台101可达到即致冷或即加热的制程。而且由于所述调温单元5为可插拔的设计，因此较方便将所述板体51取出更换或维修。又，由于所述致冷芯片9呈棋盘状排列在所述板体51上，而且每一个致冷芯片9单独致冷或致热，因此，所述致冷芯片9可分区性的致冷或致热，进而针对不同区块进行温度的调整，进而达到在所述工作平台101中所实施的激光熔融制程同时有冷热温度的差异。再者，也可以在所述工作平台101内依不同区块决定其冷热的温度，用以符合加工作业的特殊需求。另外，通过将所述传导底板6分割成多个底板区块61排列，能够让致冷区域及加热区域不互相干扰，而达到不同区块温度控制。
如上所述，所述传导底板6能够透过所述加热单元3进行加热，以及透过所述调温单元5进行冷却，使所述工作平台101可达到即致冷或即加热的制程。而且由于所述调温单元5为能够插拔的设计，因此较方便将所述板体51取出更换或维修。同时，利用所述致冷芯片9呈棋盘状排列，可分区性的致冷或致热，用以满足不同区块决定其冷热温度的加工作业。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反的，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种加热致冷装置，设置在一金属熔融设备中，其特征在于：所述加热致冷装置包含：
一底座，具有：一本体；一凹陷部，形成在所述本体上；及一断热片，容置在所述凹陷部中；
一加热单元，设置在所述底座上，且所述加热单元具有一加热板及一加热盘管，所述加热盘管穿伸在所述加热板内；
一引导单元，设置在所述加热单元上；
一调温单元，能够插拔的设置在所述引导单元中，并与所述加热单元相间隔；
一传导底板，设置在所述引导单元上，用以传导所述加热单元或所述调温单元的温度至所述金属熔融设备的一工作平台；及
多个致冷芯片，呈棋盘状排列地设置在所述板体及所述传导底板之间。
2.如权利要求1所述的加热致冷装置，其特征在于：所述加热致冷装置还包含一隔热罩，用以容置所述底座及所述加热单元，其中所述隔热罩具有一底壁及一围绕壁。
3.如权利要求1所述的加热致冷装置，其特征在于：所述引导单元具有二滑轨，设置在所述加热单元的相对二侧，用以供所述调温单元在所述滑轨内移动。
4.如权利要求3所述的加热致冷装置，其特征在于：所述引导单元还具有二固定柱，分别组合在所述两滑轨上，所述调温单元具有二滑槽，分别与所述两固定柱相配合滑动。
5.如权利要求1所述的加热致冷装置，其特征在于：所述调温单元具有一板体及一流道管，所述流道管嵌设在所述板体中。
6.如权利要求1所述的加热致冷装置，其特征在于：所述传导底板具有多个底板区块，分别对应所述致冷芯片，用以使每一致冷芯片对相对应的底板区块进行温度传导。
7.如权利要求1所述的加热致冷装置，其特征在于：所述板体包含多个板体区块，分别对应设置所述致冷芯片，且所述调温单元具有多个流道管，分别设置在所述板体区块中。
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