CN109307582B - 一种增材制造设备的风场检测装置及检测方法 - Google Patents

一种增材制造设备的风场检测装置及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增材制造设备的风场测试装置及测试方法，包括模拟箱，模拟箱形状与被测试增材制造设备箱体结构相同，模拟箱侧面上开设有模拟进风口，对面上开设有与模拟进风口对应的模拟出风口，模拟箱顶部设有测量组件；测试方法就是移动测量组件，记录风速检测仪的的数据，以及对比数据得出结论的过程；本发明能够模拟增材制造设备，并检测出增材制造设备内部出风口和进风口之间形成的风场的稳定性，能够及早检测和发现增材制造设备的进风口和出风口之间是否有问题，防止进风口和出风口有异常的情况下批量生产或者搭建，进而有效避免了增材制造设备局部打印质量低的问题，提高了增材制造设备的打印质量。

Description

一种增材制造设备的风场检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及增材制造领域，特别是涉及一种增材制造设备的风场检测装置及检测方法。
背景技术
增材制造俗称3D打印，其融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术，以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。增材制造设备在打印过程中先由铺粉车将金属粉末层铺在工作平台上，然后控制激光在工作平台内移动，烧结，激光烧结粉末过程会产生黑烟和溅飞的粉末颗粒，会降低打印质量，此时进风口和出风口打开，工作平台上方形成一层风域，将黑烟和飞尘颗粒排出，但是现有增材制造设备往往存在进风口进风和出风口出风不均匀的情况，致使工作平台上方风域的风量不均匀，导致部分区域的黑烟无法排出，使得零件打印质量的部分位置质量不合格。因此，若在增材制造设备批量制成后才发现这个问题将对制造商造成不可估量的损失。
因此本领域技术人员致力于开发一种能够检测进风口进风和出风口出风不均匀的增材制造设备的风场检测装置及检测方法。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种增材制造设备的风场检测装置及检测方法，其能够检测出现有增材制造设备的进风口和出风口之间的风场是否稳定。
为实现上述目的，本发明提供了一种增材制造设备的风场检测装置，包括模拟箱，模拟箱侧面上开设有模拟进风口，对面上开设有与模拟进风口对应的模拟出风口，模拟箱顶部设有测量组件；
测量组件包括第一磁铁和第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁互相作用吸附在模拟箱的上盖，第一磁铁位于上盖的内表面，第二磁铁位于上盖的外表面，第一磁铁通过连接线与风速检测仪连接。
较佳的，模拟出风口和模拟进风口大小可调节。
较佳的，模拟箱的侧面上还设有调节板，调节板位于所述模拟进风口和模拟出风口周边。
较佳的，调节板通过螺栓固定在模拟箱的侧面上；调节板上开设有条形槽，螺栓穿过条形槽。
较佳的，模拟箱的侧面上设有置物板，置物板通过螺栓固定在模拟箱上。
较佳的，模拟箱的盖上设有方形位移格。
较佳的，风速检测仪距离模拟箱底部的距离与模拟进风口和模拟出风口的中心距离模拟箱底部的距离相同。
较佳的，连接线为细铁丝。
一种增材制造设备的风场检测方法，利用上述的增材制造设备的风场检测装置进行检测的方法，具体包括如下步骤：
1)调整调节板和连接线的位置，使风速检测仪位于模拟进风口和模拟出风口之间形成的风场区域内；
2)移动第二磁铁，使其带动第一磁铁和风速检测仪进行移动，并记录上盖上的坐标位置及风速检测仪的数据vn；
3)列表记录坐标位置及该位置对应的风速大小，对比数据，若所有坐标的风速大小相差在0m/s-0.2m/s范围内，则增材制造设备的进风口和出风口之间的风场稳定，反之，则风场不稳定。
较佳的，步骤1)具体包括如下步骤：
a)调整调节板，使模拟进风口和模拟出风口的风口大小与实际增材制造设备的进风口和出风口大小相同；
b)调整连接线的长度，使风速检测仪的距离模拟箱底部的距离与模拟进风口和模拟出风口距离模拟箱底部的距离相等。
本发明能够模拟增材制造设备，并检测出增材制造设备内部出风口和进风口之间形成的风场的稳定性，能够及早检测和发现增材制造设备的进风口和出风口之间是否有问题，防止进风口和出风口有异常的情况下批量生产或者搭建，进而有效避免了增材制造设备局部打印质量低的问题，提高了增材制造设备的打印质量。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图；
图2是图1的后视结构示意图；
图3是图1的俯视结构示意图；
图4是本发明实施例一的测量组件的结构示意图；
图5是本发明实施例二的结构示意图；
图6是图5的后视结构示意图；
图7是本发明实施例二的测量组件的结构示意图；
1-模拟箱；11-上盖；2-模拟进风口；3-模拟出风口；
4-测量组件；41-第一磁铁；411-绕线槽；412-卡线槽；42-第二磁铁；43-连接线；44-风速检测仪；
5-调节板；51-条形槽；
7-置物板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，需注意的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方式构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
如图1至图4所示，一种增材制造设备的风场检测装置，包括模拟箱1，模拟箱1形状与被检测增材制造设备箱体结构相同，模拟箱1侧面上开设有模拟进风口2，对面上开设有与模拟进风口2对应的模拟出风口3，模拟箱1顶部设有测量组件4；测量组件可以测量模拟进风口和模拟出风口之间的风场稳定性；测量组件4包括第一磁铁41和第二磁铁42，第一磁铁41和第二磁铁42互相作用吸附在模拟箱1的上盖11，第一磁铁41位于上盖11的内表面，第二磁铁42位于上盖11的外表面，第一磁铁41通过连接线43与风速检测仪44连接；即通过移动第二磁铁42，由于磁力的原因，第一磁铁41也会随之运动，同时第一磁铁41通过连接线43可将风速检测仪44移动之相应位置进行风场检测，实现了对风场区域的全面检测，本发明通过磁铁传递风速检测仪移动的动力，因此不会对模拟风场内的稳定性造成影响，故其检测数据可靠。
模拟出风口3和模拟进风口2大小可调节；模拟出风口3的相邻两侧边上分别设有调节板5，模拟进风口2和模拟出风口3的相邻两边上分别设有调节板5；因此，可以通过调节调节板5，进而改变风口大小，使本检测装置能够适应不同大小的风口，可适应不同的增材制造设备，提高了本检测装置的通用性；调节板5上开设有条形槽51，调节板5通过螺栓与条形槽51配合连接在模拟箱1的侧面；通过移动调节板5相对于螺栓的位置，即可实现风口大小的调节。
模拟箱1的侧面上设有置物板7，置物板7通过螺栓固定在模拟箱1上，置物板7可用于放置或者安装不同的物品，例如可以放置抽风机等物件。
模拟箱1的盖上11设有方形位移格，便于测量过程中对风场位置定位，提高风速检测的准确性。
风速检测仪44距离模拟箱1底部的距离与模拟进风口2和模拟出风口3的中心距离模拟箱1底部的距离相同，确保风速检测仪44位于模拟进风口和模拟出风口的之间，即确保风速检测仪位于风场检测区域内，进一步提高测量的准确性。
连接线43为细铁丝，因为细铁丝的硬度较高，一方面可以起到固定风速检测仪，避免风速检测仪在移动过程中晃动，进而影响风速检测仪检测数据准确性，另一方面由于细铁丝很细，故其移动过程中不会对风场造成影响，进一步提高了检测数据的准确性。
实施例二
如图5至图7所示，实施例2的技术方案除了包含实施例1中的技术方案外，实施例2中的模拟进风口后模拟出风口的周围设置有四块调整块，提高调整的灵活性，进一步提升了本检测装置的适用性。另外，为了便于调节连接线的长度，第一磁铁41上还设有一圈绕线槽411，可将多余的线长绕在绕线槽411内，另外，绕线槽411下方一圈上均匀的开设有卡线槽412，因此连接线在绕线后可卡设在最邻近的卡线槽内，然后再与风速检测仪连接。
实施例三
实施例3为利用上述的实施例1和实施例2的增材制造设备的风场检测装置进行检测的方法，具体包括如下步骤：
1)调整调节板5，使模拟进风口2和模拟出风口3的风口大小与实际的增材制造设备的进风口和出风口大小相同，确保本装置与待测增材制造设备的结构相同。
2)调整连接线43的长度，使风速检测仪44的距离模拟箱1底部的距离与模拟进风口2和模拟出风口3距离模拟箱1底部的距离相等，使风速检测仪44位于模拟进风口2和模拟出风口3之间形成的风场区域内。
3)将第二磁铁贴于上盖表面，同时用第一磁铁吸附住第二磁铁，使第二磁铁紧贴在上盖内表面，然后将上盖合在模拟箱1上；完成检测准备工作。
4)移动第二磁铁42，使其带动第一磁铁41和风速检测仪44进行移动，并记录上盖11上的坐标位置(xn，yn)及风速检测仪44的数据vn。
3)列表记录坐标位置及该位置对应的风速大小，对比数据，若所有坐标的风速大小相差在0m/s-0.2m/s范围内，则增材制造设备的进风口和出风口之间的风场稳定，反之，则风场不稳定。
本发明结构简单，操作方便，能够准确的检测出增材制造设备内风场的稳定性，有效的避免了因为进出风口不合格而造成的打印质量不合格的问答题。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种增材制造设备的风场检测装置，其特征是：包括模拟箱(1)；所述模拟箱(1)侧面上开设有模拟进风口(2)，对面上开设有与所述模拟进风口(2)对应的模拟出风口(3)；所述模拟箱(1)顶部设有测量组件(4)； 所述测量组件(4)包括第一磁铁(41)和第二磁铁(42)，所述第一磁铁(41)和第二磁铁(42)互相作用吸附在所述模拟箱(1)的上盖(11)，所述第一磁铁(41)位于所述上盖(11)的内表面，所述第二磁铁(42)位于所述上盖(11)的外表面；所述第一磁铁(41)通过连接线(43)与风速检测仪(44)连接；
所述模拟进风口(2)和模拟出风口(3)为对称设置，且中心在同一水平面上。
2.如权利要求1所述的增材制造设备的风场检测装置，其特征是：所述模拟出风口(3)和模拟进风口(2)大小可调节。
3.如权利要求2所述的增材制造设备的风场检测装置，其特征是：所述模拟箱(1)在开设有模拟进风口(2)的侧面以及开设有模拟出风口（3）的侧面上均设置有调节板（5），且所述调节板（5）设置在所述模拟进风口(2)和模拟出风口（3）的周边。
4.如权利要求3所述的增材制造设备的风场检测装置，其特征是：所述调节板(5)通过螺栓固定在所述模拟箱(1)上；所述调节板(5)上开设有条形槽(51)，所述螺栓穿过条形槽(51)。
5.如权利要求1至4任一所述的增材制造设备的风场检测装置，其特征是：所述模拟箱(1)的侧面上设有置物板(7)，所述置物板(7)通过螺栓固定在所述模拟箱(1)上，且所述置物板(7)与所述模拟进风口（2）和模拟出风口（3）不在同一侧面。
6.如权利要求1至4任一所述的增材制造设备的风场检测装置，其特征是：所述模拟箱(1)的上盖(11)设有位移格。
7.如权利要求1至4任一所述的增材制造设备的风场检测装置，其特征是：所述风速检测仪(44)距离所述模拟箱(1)底部的距离与所述模拟进风口(2)和模拟出风口(3)的中心距离所述模拟箱(1)底部的距离相同。
8.如权利要求1至4任一所述的增材制造设备的风场检测装置，其特征是：所述连接线(43)为铁丝。
9.一种增材制造设备的风场检测方法，其特征是：利用上述权利要求1至8任一所述的增材制造设备的风场检测装置进行检测的方法，具体包括如下步骤： 1)使风速检测仪(44)位于所述模拟进风口(2)和模拟出风口(3)之间形成的风场区域内； 2)移动所述第二磁铁(42)，使其带动所述第一磁铁(41)和风速检测仪(44)进行移动，并记录所述上盖(11)上的坐标位置(xn，yn)及风速检测仪(44)的数据vn； 3)列表对比步骤2)中记录的数据，若所有坐标的风速大小相差在0m/s-0.2m/s范围内，则增材制造设备的进风口和出风口之间的风场稳定；反之，则风场不稳定。
10.如权利要求9所述的增材制造设备的风场检测方法，其特征是：所述步骤1)具体包括如下步骤： a)调整调节板(5)，使所述模拟进风口(2)和模拟出风口(3)的风口大小与实际增材制造设备的进风口和出风口大小相同； b)调整所述连接线(43)的长度，使所述风速检测仪(44)的距离所述模拟箱(1)底部的距离与所述模拟进风口(2)和模拟出风口(3)距离所述模拟箱(1)底部的距离相等。
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