CN110315080B - 一种具有除尘功能的金属铺粉3d打印机 - Google Patents

一种具有除尘功能的金属铺粉3d打印机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有除尘功能的金属铺粉3D打印机，包括工作仓、料缸、过渡仓，所述工作仓包括成型缸，所述成型缸设置于工作仓的中间位置，所述基板位于第一升降装置上，所述工作仓的上方设置有激光系统，所述铺料机构左右移动于所述集料口和料缸之间，所述成型缸一个侧壁的下部设置有第一进气口，所述第一进气口与第一进气管连接，与第一进气口相对的侧壁的上部设置有第一出气口，所述第一出气口与抽风机连接，所述抽风机通过第一出气管与除尘箱连接，所述第一进气管与鼓风机连接，所述除尘箱内设置有滤网，所述滤网上铺设有电极，所述电极的极性呈阳性；本发明具有良好的除尘效果，延长铺粉机构中精密零件的使用寿命。

Description

一种具有除尘功能的金属铺粉3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印机技术，具体涉及一种具有除尘功能的金属铺粉3D打印机。
背景技术
金属3D打印是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，特别是在欧美发达国家已有不少类型的金属3D打印机。金属3D打印是一种增材制造技术，它是以数字模型文件为基础，通过激光将金属粉末烧结，一层层地将三维物体打印出来。金属3D打印机通常由供粉装置、铺粉刮刀装置、成型缸系统、烧结或固化装置、收粉腔以及控制系统、冷却和气循环系统等构成。打印零件的步骤主要有三步，第一步：送粉，供粉装置将粉料送到铺粉刮刀装置的刮刀前面。第二步：铺粉，铺粉刮刀装置的刮刀水平移动，将待用粉铺平。第三步，烧结(或固化)；烧结(或固化)装置工作，将实用粉料烧结(或固化)，这三步是机器长时间重复循环的工作过程。
现有技术的金属3D打印机中存在铺粉、烧结过程中金属粉末乱飞的问题，往往都没有设置防尘结构或者除尘效果不好，使得铺粉机构中精密的零件容易受金属粉尘的影响，缩短使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种具有除尘功能的金属铺粉3D打印机，具有良好的除尘效果，延长铺粉机构中精密零件的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有除尘功能的金属铺粉3D打印机，包括工作仓，所述工作仓包括成型缸，所述成型缸设置于工作仓的中间位置，所述成型缸内部下方设置有第一升降装置，所述料缸的底部设置有基板，所述基本位于第一升降装置上，所述工作仓的上方设置有激光系统，所述激光系统下方设置有安全玻璃，所述成型缸的一侧设置有料缸，另一侧设置有过渡仓，所述料缸下方设置有第二升降装置，所述成型缸与所述过渡仓之间设置有集料口，所述集料口下方安装有集料瓶，所述集料口与料缸之间安装有铺料机构，所述铺料机构左右移动于所述集料口和料缸之间，所述成型缸一个侧壁的下部设置有第一进气口，所述第一进气口与第一进气管连接，与第一进气口相对的侧壁的上部设置有第一出气口，所述第一出气口与抽风机连接，所述抽风机通过第一出气管与除尘箱连接，所述第一进气管与鼓风机连接，所述除尘箱内设置有滤网，所述除尘箱被滤网分割成上下两个部分，上部分的容积小于等于下部分的容积，所述滤网上铺设有电极，所述电极的极性成阳性；所述除尘箱的下部分还与第二出气管连通。
进一步地，所述第一出气管与所述抽风机之间还设置有电磁阀。
进一步地，所述鼓风机还与第二进气管连通，所述第二进气管与所述第二出气管连通，使净化的气体循环使用。
进一步地，所述滤网的结构由上至下依次为电极层、玻璃纤维过滤层、活性炭过滤层、电极层，采用双电极层，能够彻底去除工作气体中的金属粉末。
进一步地，所述成型缸的顶部安装有至少一个小型风扇，能够将已经散落在仪器元件上的金属粉末吹起，便于随工作气体进入到除尘箱中，起到彻底清除金属粉末的目的。
本发明的有益效果在于：本发明在成型缸上设置除尘机构，使得3D打印机在铺粉烧结的过程中，扬起在气体中的粉尘及时清理，达到给3D打印机工作仓除尘的效果，避免了3D打印机中一些精密元件受金属粉尘的影响，缩短使用寿命的问题出现。
附图说明
附图1为现有技术中的3D打印机工作仓结构示意图；
附图2为本发明除尘装置结构示意图；
附图3为本发明滤网结构；
附图标记：1.激光系统；2.料缸；3.成型缸；4.过渡仓；5.集料瓶；6.基板；7.铺粉机构；8.除尘箱；9.滤网；10.第一出气管；11.电磁阀；12.抽风机；13.第二出气管；14.第一进气管；15.鼓风机；16.第二进气管；17.安全玻璃；18.第一升降装置；19.第二升降装置；20.电极层；21.活性炭过滤层；22.玻璃纤维过滤层；23.小型风扇。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
实施例一
一种具有除尘功能的金属铺粉3D打印机，包括工作仓，工作仓上设有工作仓门，工作仓门上设有工作仓开关、磁力传感器和两个通孔，通孔处向工作仓内延伸设有手套，用于打印完毕后将物体放入过渡仓4，防止惰性气体泄漏。
如图1所示，工作仓包括过渡仓4、成型缸3、基板6、铺粉机构7、料缸2；成型缸3设于工作仓中间位置处，成型缸3内部下方设有第一升降装置18，基板6设于第一升降装置18上；激光系统1设于工作仓正上方；激光系统1下设有安全玻璃17；成型缸3一侧设有过渡仓4；过渡仓4上设有过渡仓门；过渡仓门上设有把手；集料口设于成型缸3与过渡仓4之间，集料口下方安装有集料瓶5；成型缸3另一侧设有料缸2，用于放金属粉末；料缸2下方设有第二升降装置19；铺粉机构7通过气缸可在集料口与料缸2之间左右移动。
如图2所示，成型缸3一个侧壁的下部设置有第一进气口，第一进气口与第一进气管14连接，与第一进气口相对的侧壁的上部设置有第一出气口，第一出气口与抽风机12连接，第一出气管10与所述抽风机12之间还设置有电磁阀11，抽风机12通过第一出气管10与除尘箱连接，第一进气管14与鼓风机15连接，除尘箱8内设置有滤网9，成型缸3的顶部均匀安装有2个小型风扇23，能够将已经散落在仪器元件上的金属粉末吹起，便于随工作气体进入到除尘箱8中，起到彻底清除金属粉末的目的，小型风扇23吹出的风比较柔和，既能保证成型缸3呢的精密仪器不被小型风扇23吹出的风损坏，又能将金属粉末吹起混合在工作气体中。如图3所示，滤网的结构由上至下依次为电极层、玻璃纤维过滤层、活性炭过滤层、电极层，采用双电极层，能够彻底去除工作气体中的金属粉末；除尘箱8被滤网9分割成上下两个部分，上部分的容积小于等于下部分的容积，滤网9上铺设有电极，电极的极性成阳性；除尘箱8的下部分还与第二出气管13连通；鼓风机15还与第二进气管16连通，第二进气管16与第二出气管13连通，使净化的气体循环使用。
工作原理：
开始工作前，先关闭工作仓门，工作仓门上设有磁力传感器，只有工作仓门完全关闭时才会开启3D打印机，为了防止金属粉末被氧化，在打印过程中，工作仓内持续充满氩气/氮气。将金属粉末装在料缸2内，打印过程中气缸控制的铺粉机构将金属粉末从料缸2平铺到成型缸3底面上的基板6上，启动机构系统，由激光束固化局部金属粉末，金属粉末吸收激光辐射，使得金属粉末被加热至熔化温度以上，使得当前层的曝光区域和其下面一层已经固化的金属粉末通过冶金熔化融合在一起，当激光束在金属粉末层上扫过，出现明亮耀眼的火花，在热交互过程中金属粉末颗粒飞溅离开熔池，被曝光当前层的表面信息将由电脑发送至扫描控制单元，由此用金属粉末成型材料一层层构建成立体结构，打印的过程中成型缸3下移，料缸2上升，多余的金属粉末通过集料口回收到下面的集料瓶5内部，这整个过程都是现有的金属铺粉3D打印机的工作过程，属于现有技术。当打印完成，通过工作仓门上的手套，打开过渡仓内门，将打印好的物体放入过渡仓4内，再通过过渡仓外门将物体取出，以防止工作仓内惰性气体泄漏。
由于金属铺粉3D打印机在铺粉、烧结过程中会出现金属粉末乱飞的现象，使得气体中含有非常细小的金属颗粒，为净化工作气体，打开电磁阀12、鼓风机15和抽风机12，成型缸3内的工作气体，在抽风机12的作用下经过第一出气管进入除尘箱8内，由于与除尘箱8连通的第二出气管13与鼓风机15的第二进气管16连通形成循环，工作气体经过滤网9进入除尘箱8的下半部分，工作气体经过滤网时，滤网上面的电极将工作气体中的金属粉末吸收，滤网中的活性炭过滤层21和玻璃纤维过滤层22还能阻止大颗粒的打印粉末进入除尘箱8的下半部分，还能去除工作气体中的细小的粉尘，当滤网9上面的电极不能再吸收金属粉末时，更换电极或将滤网一起更换；经由滤网净化的工作气体经过鼓风机15再次进入成型缸3内继续使用，不仅达到了除尘的效果。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有除尘功能的金属铺粉3D打印机，包括工作仓，所述工作仓包括成型缸，所述成型缸设置于工作仓的中间位置，所述成型缸内部下方设置有第一升降装置，所述成型缸的一侧设置有料缸，另一侧设置有过渡仓，所述料缸的底部设置有基板，所述基板位于第一升降装置上，所述工作仓的上方设置有激光系统，所述激光系统下方设置有安全玻璃，所述料缸下方设置有第二升降装置，所述成型缸与所述过渡仓之间设置有集料口，所述集料口下方安装有集料瓶，所述集料口与料缸之间安装有铺料机构，所述铺料机构左右移动于所述集料口和料缸之间，其特征在于，所述成型缸的顶部安装有至少一个小型风扇，能够将已经散落在仪器元件上的金属粉末吹起，便于随工作气体进入到除尘箱中，起到清除金属粉末的目的；
所述成型缸一个侧壁的下部设置有第一进气口，所述第一进气口与第一进气管连接，与第一进气口相对的侧壁的上部设置有第一出气口，所述第一出气口与抽风机连接，所述抽风机通过第一出气管与除尘箱连接，所述第一进气管与鼓风机连接，所述除尘箱内可拆卸的设置有滤网，所述滤网上至少铺设有一层电极，所述电极的极性呈阳性；所述除尘箱的下部分还与第二出气管连通；
所述滤网的结构由上至下依次为电极层、玻璃纤维过滤层、活性炭过滤层、电极层，采用双电极层，能够去除工作气体中的金属粉末。
2.如权利要求1所述的一种具有除尘功能的金属铺粉3D打印机，其特征在于，所述第一出气管与所述抽风机之间还设置有电磁阀。
3.如权利要求1所述的一种具有除尘功能的金属铺粉3D打印机，其特征在于，所述鼓风机还与第二进气管连通，所述第二进气管与所述第二出气管连通，使净化的气体循环使用。
4.如权利要求1所述的一种具有除尘功能的金属铺粉3D打印机，其特征在于，所述除尘箱被所述滤网分割成上下两个部分，上部分的容积小于等于下部分的容积。
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