CN111619115A - 一种3d打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置 - Google Patents

一种3d打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其技术方案的要点是包括有高温仓壳体，在所述高温仓壳体上固定有吹气座，在所述吹气座的下方设有镜圈座，窗镜设在所述镜圈座的顶部上方，在所述高温仓壳体内设有预热管道，所述预热管道的进气端穿出所述的高温仓壳体，所述预热管道的出气端伸入所述吹气座且连通至所述镜圈座，所述镜圈座上具有将所述预热管道中的气体引导吹至所述镜圈座顶部的锥形导流面。本发明可以利用高温仓内的热量对气体充分预热，一方面可节省外部的预热机构，节省能源；另一方面，充分预热的气体在窗镜底面形成气帘，能够有效清洁窗镜，对窗镜起到很好的保护作用。

Description

一种3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置
【技术领域】
本发明涉及一种3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置。
【背景技术】
3D打印机可以通过很多种技术实现，现在工业化方面使用最广泛的是属于激光粉末烧结技术(SLS)。而根据打印精度的不同，可以选用经济的方案，如二轴扫描仪+聚焦透镜实现导引激光束，这种方案聚焦光斑粗，精度一般，但是结构简单，经济可靠。在精度很精细度要求高的地方，一般是使用比较昂贵的结构，三轴扫描仪+平面保护窗镜。这种方案定位精确，光斑精细，但是结构复杂，价格昂贵。在用三轴扫描仪实现激光粉末烧结的时候，需要机器里面的工作腔加热到很高的温度。为了保护打印机扫描仪内部零件，在扫描仪的输出端设有平面保护窗镜，窗镜不仅能将温度高的空气阻隔在扫描仪外部，而且使打印机在工作中产生的粉尘也阻隔在扫描仪外部，但是这样粉尘很容易堆积到窗口镜表面，从而影响窗镜激光的透过性，不利于扫描仪扫描，所以在扫描仪上一般都需要安装一个吹气装置来清洁窗镜。
申请人于2013年12月17日申请过一个中国发明专利，该专利的专利名称为《一种3D打印机三轴扫描仪窗口镜冷却装置》，专利号为201310700264.3，该专利技术方案的一个重大缺陷是气体预热不够，对窗镜的清洁效果不够好。
本发明就是基于这种情况作出的。
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种清洁效果更好的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：包括有高温仓壳体，在所述高温仓壳体上固定有吹气座，在所述吹气座的下方设有镜圈座，窗镜设在所述镜圈座的顶部上方，在所述高温仓壳体内设有预热管道，所述预热管道的进气端穿出所述的高温仓壳体，所述预热管道的出气端伸入所述吹气座且连通至所述镜圈座，所述镜圈座上具有将所述预热管道中的气体引导吹至所述镜圈座顶部的锥形导流面。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述镜圈座顶部与所述窗镜之间具有一间隙，所述间隙小于毫米。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述吹气座包括有底部平台和一体设在所述平台上的锥形台，在所述吹气座的底部平台上设有吹气孔，所述吹气孔连通所述锥形导流面与所述预热管道的出气端。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述吹气座中空，所述镜圈座呈锥筒状，所述镜圈座同轴心设在所述吹气座的中空处，所述镜圈座也包括有底部平台及与所述底部平台一体的锥形导流面，所述锥形导流面与所述锥形台内壁之间的间隙形成通风通道，所述镜圈座的底部平台设在所述吹气座底部平台的下方，所述镜圈座的底部平台与所述吹气座的底部平台通过螺栓连接。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：在所述锥形导流面的底部设有环形槽，在所述吹气座底部平台内壁设有底槽，安装后，所述环形槽与所述底槽形成环形腔，在所述环形腔安装有密封条。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：在所述吹气座顶部内侧设有沉台，在所述吹气座顶部通过螺栓固定有镜片固定圈，所述镜片固定圈将所述窗镜压在所述沉台上。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：在所述高温仓壳体上围绕所述吹气座设有垫圈，在所述垫圈上设有扫描仪固定板，所述吹气座的底部平台通过螺栓与所述高温仓壳体、所述垫圈、所述扫描仪固定板固定连接，所述锥形台穿过所述高温仓壳体，所述窗镜设在所述高温仓壳体的外部。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述吹气座和所述镜圈座的材质为铝合金。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述预热管道的材质为铜。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述预热管道通入的气体为氮气。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、本发明可以利用高温仓内的热量对气体充分预热，一方面可节省外部的预热机构，节省能源；另一方面，充分预热的气体在窗镜底面形成气帘，能够有效清洁窗镜，对窗镜起到很好的保护作用。
2、本发明全金属的结构，提高吹气座和镜圈座的耐用性和可靠性。
【附图说明】
图1是本发明立体图1；
图2是本发明立体图2；
图3是本发明平面图；
图4是图3中A-A方向的剖视图；
图5是图3中B-B方向的剖视图；
图6是图4中C处的放大图；
图7是图5中D处的放大图；
图8是吹气座的立体图；
图9是镜圈座的立体图，其中的箭头表示形成气帘的示意；
图中：1为高温仓壳体；2为吹气座；201为锥形台；202为吹气孔；3为预热管道；301为进气端；302为出气端；4为镜圈座；401为锥形导流面；402为环形槽；5为窗镜；6为镜片固定圈；7为垫圈；8为扫描仪固定板；9为第一螺栓孔；10为第二螺栓孔；11为环形腔。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明技术特征作进一步详细说明以便于所述领域技术人员能够理解。
本专利请求保护一种3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，具体是请求保护该吹气装置的机械结构。如图1至图9所示。
包括有高温仓壳体1，高温仓激光烧结成型，在所述高温仓壳体1上固定有吹气座2，在所述吹气座2的下方设有镜圈座4，窗镜5设在所述镜圈座4的顶部上方，在所述高温仓壳体1内设有预热管道3，所述预热管道3的进气端301穿出所述的高温仓壳体1，所述预热管道3的出气端302伸入所述吹气座2且连通至所述镜圈座4，所述镜圈座4上具有将所述预热管道3中的气体引导吹至所述镜圈座4顶部的锥形导流面401。
如图1所示，所述预热管道3的进气端301在高温仓外；如图2所示，所述预热管道3的出气端302伸入所述吹气座2；往预热管道3的进气端301通入气体，气体经预热管道3和吹气座2，吹入镜圈座4的锥形导流面401，再如图9所示，气流在锥形导流面401扩散并向上吹至镜圈座4的顶部，在镜圈座4的顶部开口处形成一层气帘，该气帘能清洁窗镜5，对窗镜起到很好的保护作用。
因为预热管道3较长，预热管道3内的气体能够能够充分吸收高温仓内的热量进行预热，可有效避免在窗镜5的表面形成的气帘由于与高温仓内温差太大，遇到高温气化物时会在窗镜出现结晶物，遮挡激光的现象。有助于延长保护窗镜的使用寿命。而且预热后的气体形成的气帘，对整体的温度场影响很小，不会导致工作平台的温度场产生变化，影响正常的烧结。
进一步地，所述预热管道3的材质为铜，所述预热管道3通入的气体优选氮气。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，所述镜圈座4顶部与所述窗镜5之间具有一间隙，所述间隙小于1毫米。
预热后的氮气会在该间隙形成气帘，该间隙非常小，本专利新设计的气帘更加紧贴窗镜5的底面，有更好的保护和清洁效果。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，所述垫圈7、所述吹气座2和所述镜圈座4的材质为铝合金。
本专利全金属的设计，增强了结构物的耐用性和尺寸的稳定性。相比之下，原来使用塑料隔热材料，使用时间较长后容易导致材料产生收缩，影响机构的密封性，需要定期更换。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，所述吹气座2包括有底部平台和一体设在所述平台上的锥形台201，在所述吹气座2的底部平台上设有吹气孔202，所述吹气孔202连通所述锥形导流面401与所述预热管道3的出气端302，如图6和图8所示，所述锥形台201的外壁不是光滑的圆弧面，而是为了便于安装特意设计成了多个台阶。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，所述吹气座2中空，所述镜圈座4呈锥筒状，所述镜圈座4同轴心设在所述吹气座2的中空处，如图6所示，所述镜圈座4也包括底部平台及与所述底部平台一体的锥形导流面401，所述锥形导流面401与所述锥形台201内壁之间的间隙形成通风通道，气流从该通风通道向上吹至镜圈座4顶部开口处并形成气帘。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，在所述锥形导流面401的底部设有环形槽402，在所述吹气座2底部平台内壁设有底槽，安装后，所述环形槽402与所述底槽形成环形腔11，在所述环形腔11安装有密封条。
密封条在图中未画出，该种密封设计使得锥形导流面401上的气流只能往上流动，不能往下流动。
所述镜圈座4的底部平台设在所述吹气座2底部平台的下方，所述镜圈座4的底部平台与所述吹气座2的底部平台通过螺栓连接，如图6所示，在镜圈座4的底部设有多个第一螺栓孔9，在该第一螺栓孔9拧入螺栓将吹气座2和镜圈座4固定连接。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，在所述吹气座2顶部内侧设有沉台，在所述吹气座2顶部通过螺栓固定有镜片固定圈6，所述镜片固定圈6将所述窗镜5压在所述沉台上，如图1所示，在镜片固定圈6上也设有多个螺栓孔。
如上所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，在所述高温仓壳体1上围绕所述吹气座2设有垫圈7，在所述垫圈7上设有扫描仪固定板8，所述吹气座2的底部平台通过螺栓与所述高温仓壳体1、所述垫圈7、所述扫描仪固定板8固定连接，所述锥形台201穿过所述高温仓壳体1，所述窗镜5设在所述高温仓壳体1的外部。
如图7所示，在吹气座2的底部平台设有第二螺栓孔10，在该第二螺栓孔10拧入螺栓将吹气座2、所述高温仓壳体1、所述垫圈7、所述扫描仪固定板8固定连接。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：包括有高温仓壳体(1)，在所述高温仓壳体(1)上固定有吹气座(2)，在所述吹气座(2)的下方设有镜圈座(4)，窗镜(5)设在所述镜圈座(4)的顶部上方，在所述高温仓壳体(1)内设有预热管道(3)，所述预热管道(3)的进气端(301)穿出所述的高温仓壳体(1)，所述预热管道(3)的出气端(302)伸入所述吹气座(2)且连通至所述镜圈座(4)，所述镜圈座(4)上具有将所述预热管道(3)中的气体引导吹至所述镜圈座(4)顶部的锥形导流面(401)。
2.根据权利要求1所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述镜圈座(4)顶部与所述窗镜(5)之间具有一间隙，所述间隙小于1毫米。
3.根据权利要求1所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述吹气座(2)包括有底部平台和一体设在所述平台上的锥形台(201)，在所述吹气座(2)的底部平台上设有吹气孔(202)，所述吹气孔(202)连通所述锥形导流面(401)与所述预热管道(3)的出气端(302)。
4.根据权利要求3所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述吹气座(2)中空，所述镜圈座(4)呈锥筒状，所述镜圈座(4)同轴心设在所述吹气座(2)的中空处，所述镜圈座(4)也包括有底部平台及与所述底部平台一体的锥形导流面(401)，所述锥形导流面(401)与所述锥形台(201)内壁之间的间隙形成通风通道，所述镜圈座(4)的底部平台设在所述吹气座(2)底部平台的下方，所述镜圈座(4)的底部平台与所述吹气座(2)的底部平台通过螺栓连接。
5.根据权利要求4所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：在所述锥形导流面(401)的底部设有环形槽(402)，在所述吹气座(2)底部平台内壁设有底槽，安装后，所述环形槽(402)与所述底槽形成环形腔(11)，在所述环形腔(11)安装有密封条。
6.根据权利要求2所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：在所述吹气座(2)顶部内侧设有沉台，在所述吹气座(2)顶部通过螺栓固定有镜片固定圈(6)，所述镜片固定圈(6)将所述窗镜(5)压在所述沉台上。
7.根据权利要求5所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：在所述高温仓壳体(1)上围绕所述吹气座(2)设有垫圈(7)，在所述垫圈(7)上设有扫描仪固定板(8)，所述吹气座(2)的底部平台通过螺栓与所述高温仓壳体(1)、所述垫圈(7)、所述扫描仪固定板(8)固定连接，所述锥形台(201)穿过所述高温仓壳体(1)，所述窗镜(5)设在所述高温仓壳体(1)的外部。
8.根据权利要求2或4所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述吹气座(2)和所述镜圈座(4)的材质为铝合金。
9.根据权利要求2或4所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述预热管道(3)的材质为铜。
10.根据权利要求2或4所述的3D打印机三轴扫描仪窗镜吹气装置，其特征在于：所述预热管道(3)通入的气体为氮气。
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