CN109676928B - 一种用于增材制造设备的烟尘吸收装置 - Google Patents

一种用于增材制造设备的烟尘吸收装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于增材制造设备的烟尘吸收装置，增材制造设备包括激光源，激光源利用激光能量在工作腔内生成预设形状的产品(7)，烟尘吸收装置包括：吸收装置(3)，用于吸收预设形状的产品(7)上的烟尘；控制装置(1)，用于控制吸收装置(3)的移动路径与激光源的扫描路径相同且同步。通过将除尘装置与激光源成型装置设置相同且同步的扫描路径，使产品成型过程中产生的灰尘及时被吸收排出，除尘效率高。

Description

一种用于增材制造设备的烟尘吸收装置
技术领域
本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种用于增材制造设备的烟尘吸收装置。
背景技术
目前工业应用的增材制造(3D打印)技术都是以激光或电子束为能量源将粉料、丝料等融化后粘结成型，如激光选区融化、选择性激光烧结、激光融化沉积、电子束融化技术等，其中，激光选区融化和激光熔化沉积可以直接制造接近100％密度金属零件，得到越来越广泛的应用，但是由于增材制造设备的工作腔达不到绝对的密封状态，在激光扫描粉床时，金属粉末很容易在高温条件下与工作腔内微量的氧或粉末中自带的氧接触，发声氧化产生烟尘，烟尘颗粒对于加工产品质量的影响很大，因此，增材制造设备都有独立的烟尘过滤系统，目前常见的烟尘过滤系统工作原理是通过循环风机将烟尘吸入进风口经过过滤后由出风口将气体送回工作腔，风口的安装位置为粉床的前后两侧，前侧为进风口，后侧为出风口，而在实际的成型缸内工件的形状和摆放位置不同，各处的烟尘吸收效果差别较大，整体除尘效率低，烟尘容易落在粉床上影响成型件的质量。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供了一种用于增材制造设备的烟尘吸收装置，以解决现有增材制造中风口布置不合理，除尘效率低等技术问题。
(二)技术方案
本发明提供了一种用于增材制造设备的烟尘吸收装置，增材制造设备包括激光源，激光源利用激光能量在工作腔内生成预设形状的产品7，装置包括：吸收装置3，用于吸收预设形状的产品7上的烟尘；控制装置1，用于控制吸收装置3的移动路径与激光源的扫描路径相同且同步。
可选地，还包括机械臂2，其与控制装置1和吸收装置3连接，控制装置1通过控制机械臂的移动控制吸收装置3的移动路径与激光源的扫描路径相同。
可选地，还包括进气装置9，用于向生成预设形状的产品7的工作腔4内送入气体，以维持工作腔4内的压力。
可选地，吸收装置3包括吸收通道31及吸收头部32，其中，吸收头部32用于吸收预设形状的产品7上的烟尘，吸收通道31用于将烟尘排出。
可选地，吸收头部32为环形、方形或锥形中的一种。
可选地，吸收头部32包括多个吸收口6，吸收头部32通过多个吸收口6吸收预设形状的产品7上的烟尘。
可选地，控制装置控制吸收装置的吸收速度及进气装置的进气速度。
可选地，还包括压力检测装置8，用于检测工作腔4内的压力，控制装置1根据压力控制吸收装置3的吸收速度及进气装置9的进气速度，以使工作腔4内的压力保持稳定。
可选地，控制装置1、机械臂2及吸收装置3之间采用可拆卸连接，控制装置1与进气装置9之间采用可拆卸连接。
可选地，可拆卸连接为螺纹连接。
(三)有益效果
本发明提供的一种用于增材制造设备的烟尘吸收装置，通过将除尘装置与激光源成型装置设置相同且同步的扫描路径，使产品成型过程中产生的灰尘及时被吸收排出，除尘效率高。
附图说明
图1示意性示出了本公开实施例的烟尘吸收装置的整体布置图；
图2示意性示出了本公开实施例的烟尘吸收装置中吸收装置3的吸收头部32为环形结构的示意图，其中，图2A为该环形结构得仰视图，图2B为该烟尘吸收装置3中吸收通道31和环形结构的主视图，图2C为该烟尘吸收装置3中吸收通道31和环形结构的俯视图；
图3示意性示出了本公开实施例的烟尘吸收装置中吸收装置3的吸收头部32为方形结构的示意图，其中，图3A为该方形结构得仰视图，图3B为该烟尘吸收装置3中吸收通道31和方形结构的主视图，图3C为该烟尘吸收装置3中吸收通道31和方形结构的俯视图；
图4示意性示出了本公开实施例的烟尘吸收装置中吸收装置3的吸收头部32为锥形结构的示意图，其中，图4A为该锥形结构得仰视图，图4B为该烟尘吸收装置3中吸收通道31和锥形结构的主视图，图4C为该烟尘吸收装置3中吸收通道31和锥形结构的俯视图；
图5示意性示出了本公开实施例的烟尘吸收装置的产品布置示意图。
附图标记说明：
1-控制装置，2-机械臂，31-吸收通道，32-吸收头部，4-工作腔，5-制造台，6-吸收口，7-产品，8-压力检测装置，9-进气装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供了一种用于增材制造设备的烟尘吸收装置，增材制造设备包括激光源，激光源利用激光能量生成预设形状的产品，装置包括：吸收装置3，用于吸收预设形状的产品上的烟尘；控制装置1，用于控制吸收装置的移动路径与激光源的扫描路径相同且同步。
具体的，如图1所示为该烟尘吸收装置在增材制造设备中的布置图，在进行增材制造技术通过激光束等高能束流将原始材料融化后制造为预设形状，在成型的过程中为了防止制造材料在高温下氧化污染等，要求其工作环境即工作腔4内不能存在与所述制造材料发生反应的气体，产品的成型均在此工作腔4内。该烟尘吸收装置布置于该增材制造设备的工作腔4中，包括吸收装置3，用于吸收预设形状的产品上的烟尘；控制装置1，用于控制吸收装置的移动路径与激光源的扫描路径相同且同步。其中，吸收装置3包括吸收通道31和吸收头部32，吸收头部32包括多个吸收口6，具体的，通过多个吸收口6吸收产品上的烟尘，并通过吸收头部中的管道将烟尘通过吸收通道31排出工作腔4。该吸收装置3的形状可以为环形结构、方形结构或锥形结构等，其形状的选择根据具体的成型产品确定，如当生产的产品较小时可以采用如图2A～2C和图3A～3C所示的环形和方形结构，其中，图2B为当吸收装置3为环形结构时的主视图，31和32分别对应吸收通道和吸收头部，图2C为图2B对应的俯视图，为更好的示意吸收头部32，因此对2B中的吸收头部32部分的仰视图进行示意得到图2A，其中，图2A示意的大小为图2B的示意大小的3倍，同理，图3B为当吸收装置3为方形结构时的主视图，31和32分别对应吸收通道和吸收头部，图3C为图3B对应的俯视图，为更好的示意吸收头部32，因此对3B中的吸收头部32部分的仰视图进行示意得到图3A，其中，图3A示意的大小为图3B的示意大小的3倍。当产品较小时，吸收装置3为环形或方形结构也可以设计的不是很大，能够被工作腔4所容纳，产品可以在环形或方形结构的中部下放进行成型，环形或方形结构中的吸收头部32足以完全覆盖产品表面，因此此时激光可在环内扫描，环内区域扫描完毕后，吸收头部32随激光移动至下一扫描区域。当产品较大时，环形或方形结构不足以完全覆盖产品表面，此时可以设计如图4A～4C所示的锥形等形状的吸收头部32，其中，图4B为当吸收装置3为锥形结构时的主视图，31和32分别对应吸收通道和吸收头部，图4C为图4B对应的俯视图，为更好的示意吸收头部32，因此对4B中的吸收头部32部分的仰视图进行示意得到图4A，其中，图4A示意的大小为图4B的示意大小的3倍。吸收装置3随激光成型扫描路径移动，使得产品某部分成型后可以通过吸收头部32立刻将烟尘吸收走，另外该吸收头部32的形状还可以设计成圆锥形性，梯形等异性结构，以匹配产品的结构，精准吸收加工过程中产生的烟尘。
控制装置1，用于控制吸收装置的移动路径与激光源的扫描路径相同且同步，控制装置通过控制吸收装置的移动路径使得吸收装置的移动与激光源的扫描路径始终相同且同步，保证激光源在扫描成型的过程中产生的烟尘及时的由吸收装置吸收并排出。
参见图1，该烟尘吸收装置还包括机械臂2，其与所述控制装置1和吸收装置3连接，控制装置1具体的通过机械臂2控制吸收装置的移动路径使得吸收装置的移动与激光源的扫描路径始终相同且同步。
参见图1，该烟尘吸收装置还包括进气装置9，用于向生成预设形状的产品7的工作腔4内送入气体，以维持工作腔4内的压力。
参见图1，该烟尘吸收装置还包括压力检测装置8，用于检测工作腔4内的压力，所述控制装置1根据所述压力控制吸收装置3的吸收速度及进气装置9的进气速度，以使工作腔4内的压力在预设范围内。控制装置1可以设于工作腔4内也可以设置与工作腔4外，凡是能实现对吸收装置、进气装置等的控制均在本发明的保护范围之内。
另外，控制装置1、机械臂2及吸收装置3之间采用可拆卸连接，所述控制装置1与进气装置9之间同样可以采用可拆卸连接如螺纹连接，可以更换任意一设备，也可以在设备不工作时拆除，方便收纳。
采用本发明，如图5所示，激光源在环形或方形区域扫描，产品7在环形或方形的吸收头部32区域内成型，有效避免激光束与吸收头部32的干涉而影响打印，或者，通过锥形等形状的吸收头部32及时吸收工作台5上的产品7成型过程中的烟尘，通过吸收通道31排出工作腔4。
综上所述，本公开提供了一种用于增材制造设备的烟尘吸收装置，通过将除尘装置与激光源成型装置设置相同且同步的扫描路径，使产品成型过程中产生的灰尘及时被吸收排出，除尘效率高。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于增材制造设备的烟尘吸收装置，所述增材制造设备包括激光源，所述激光源利用激光能量在工作腔内生成预设形状的产品（7），其特征在于，所述烟尘吸收装置包括：
吸收装置（3），用于吸收所述预设形状的产品（7）上的烟尘；
控制装置（1），用于控制所述吸收装置（3）的移动路径与所述激光源的扫描路径相同且同步，吸收装置（3）包括吸收通道（31）及吸收头部（32），其中，所述吸收头部（32）的结构与所述预设形状的产品（7）的结构匹配，所述吸收头部（32）用于吸收预设形状的产品（7）上的烟尘，所述吸收通道（31）用于将所述烟尘排出；
机械臂（2），其与所述控制装置（1）和吸收装置（3）连接，所述控制装置（1）通过控制所述机械臂（2）的移动控制所述吸收装置（3）的移动路径与所述激光源的扫描路径相同；
进气装置（9），用于向所述生成预设形状的产品（7）的工作腔（4）内送入气体，以维持所述工作腔（4）内的压力；
压力检测装置（8），用于检测所述工作腔（4）内的压力，所述控制装置（1）还用于根据所述压力控制所述吸收装置（3）的吸收速度及进气装置（9）的进气速度，以使所述工作腔（4）内的压力保持稳定；
其中，所述吸收头部（32）包括多个吸收口（6），所述吸收头部（32）通过所述多个吸收口（6）吸收所述预设形状的产品（7）上的烟尘；所述吸收头部（32）为环形、方形或梯形中的一种。
2.根据权利要求1所述的烟尘吸收装置，其特征在于，所述控制装置（1）、机械臂（2）及吸收装置（3）之间采用可拆卸连接，所述控制装置（1）与所述进气装置（9）之间采用可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的烟尘吸收装置，其特征在于，所述可拆卸连接为螺纹连接。
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