CN112475317A - 一种用于增材制造的密封舱内除尘结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于增材制造的密封舱内除尘结构，包括内部中空的箱体和运动支撑件，所述箱体的前侧开设有连通其内外的操作开口，所述操作开口上安装有开合的箱门，所述箱体内腔的底侧设有加工成型平台，所述箱体内腔中通过所述运动支撑件安装有进气罩，所述进气罩上开设有连通其内外的吸气口，所述箱体的上侧开设有安装孔，所述安装孔内安装有激光发生器，所述箱体的上侧安装有空气净化箱和风机，所述进气罩上开设有连通其内外的通孔。本用于增材制造的密封舱内除尘结构，吸尘装置可以实时跟踪接近热源作用区域并足够接近，利用风机产生合适的气压差，将增材加工过程中产生的烟尘颗粒物及时吸走，同时不影响原料金属粉末。

Description

一种用于增材制造的密封舱内除尘结构
技术领域
本发明涉及增材制造机技术领域，具体为一种用于增材制造的密封舱内除尘结构。
背景技术
在增材制造机工作期间，激光或高能电子等设备产生的高能射线照射在加工成型区域(加工成型区域含有原料金属粉末)形成面积很小的热源作用区域，该热源作用区域上会产生金属氧化物或金属与金属氧化物混合颗粒，这些物质以烟尘或飞溅形式扩散，如果落在加工成型区域会造成金属粉末污染，影响增材制造成形物的力学性能、外观，甚至造成工作任务中途失败。
现有的除尘方式，是将吸气除尘装置固定在加工成型区域附近的一个特定位置，成型舱内的进气口向加工成型区域吹气。这种方式是在距离吸气除尘装置吸气口较远的位置，产生的烟尘与飞溅物不能被吸走，任然落在加工成型区域上，如果加大风速吹走烟尘与飞溅物又会将原料金属粉末吹走，影响增材工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于增材制造的密封舱内除尘结构，吸尘装置实时跟踪接近热源作用区域并足够接近，利用风机产生合适的气压差，将增材加工过程中产生的烟尘颗粒物及时吸走，同时不影响原料金属粉末，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于增材制造的密封舱内除尘结构，包括内部中空的箱体和运动支撑件，所述箱体的前侧开设有连通其内外的操作开口，所述操作开口上安装有开合的箱门，所述箱体内腔的底侧设有加工成型平台，所述箱体内腔中通过所述运动支撑件安装有进气罩，所述进气罩上开设有连通其内外的吸气口，所述箱体的上侧开设有安装孔，所述安装孔内安装有激光发生器，所述箱体外设有空气净化箱和风机。
所述进气罩上开设有连通其内外的通孔，所述通孔的外侧和第一伸缩管的一端连接，第一伸缩管的另一端贯穿所述箱体并与空气净化箱的进气口连通，所述空气净化箱的出气口和风机的进气口连通，所述风机的出气口和导气管的一端连接，所述导气管的另一端贯穿并延伸至所述箱体内。
作为本发明的一种优选技术方案，所述运动支撑件包括两个平行安装在所述箱体内壁上的第二直线电机，两个第二直线电机的动子之间安装有第一直线电机，所述第一直线电机的动子和所述竖杆的上端固定连接，所述竖杆的下端和所述进气罩的外侧固定连接。
作为本发明的一种优选技术方案，：所述运动支撑件包括不少于三个的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的上端和所述箱体内腔上侧转动连接，所述电动伸缩杆的上端的下端和所述进气罩的外侧转动连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述箱体上开设有安装支撑孔，所述安装支撑孔内安装有出气罩，出气罩的外侧开设有进气风口，所述进气风口的外侧和所述导气管远离所述风机的一端连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述进气罩替换为圆筒，所述圆筒的下侧开设有激光穿过孔，所述圆筒的上侧开口设置，所述圆筒外周侧的下端开设有进气口，所述圆筒进气口和进气管的一端固定连接，所述进气管的另一端和所述第二伸缩管的一端连接，所述第二伸缩管的另一端贯穿箱体；
所述风机和所述导气管之间设有三通分流阀，所述三通分流阀上设有进口、第一出口和第二出口，所述三通分流阀的进口和所述风机的出气口连通，所述风机的第一出口和所述导气管的一端连接，所述风机的第二出口和所述第二伸缩管位于箱体外侧的一端连接；
所述圆筒的外侧开设有出气口，所述圆筒出气口外侧和吸气管的一端连接，所述吸气管的另一端和第一伸缩管的位于箱体的一端连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述运动支撑件包括不少三个的电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的上端和所述箱体内腔上侧转动连接，所述电动伸缩杆的上端的下端和所述圆筒的外侧转动连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述圆筒上侧的开口上安装有透明激光透镜。
作为本发明的一种优选技术方案，所述进气管喷出的空气沿是所述圆筒的内腔螺旋向上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述空气净化箱包括空心壳体，所述空心壳体内填充有气体滤纸与滤棉。
作为本发明的一种优选技术方案，所述激光发生器替换为高能电子束发生装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明示例的用于增材制造的密封舱内除尘结构，运动支撑件在增材制造机驱动下带动进气罩实时跟踪接近热源作用区域并足够接近，风机产生合适的气压差，将增材加工过程中产生的烟尘颗粒物及时吸走，同时不影响对原料金属粉末加工。
2、本发明示例的用于增材制造的密封舱内除尘结构，圆筒上的激光穿过孔位于加工成型区域热源区域正上方，风机使箱体内热源区域的含有烟尘颗粒物的空气通过激光穿过孔吸入到圆筒中，经第二伸缩管进入到圆筒中的空气在圆筒内螺旋向上移动，被吸入到圆筒内的烟尘颗粒物随气流螺旋移动并贴附圆筒内壁逐渐上移，一方面避免烟尘颗粒物粘附在透明激光透镜或者划伤透明激光透镜，保证透明激光透镜安全，另一方面清理激光照射的区域，降低烟尘颗粒物对激光照射强度的影响，再一方面，烟尘颗粒物移动到圆筒内腔上部后经吸气管、第一伸缩管进入到空气净化箱中，对烟尘与飞溅物收集效果好，并且圆筒上的激光穿过孔可以完全罩在热源加工区域，降低烟尘颗粒的扩散。
3、本发明示例的用于增材制造的密封舱内除尘结构，运动支撑件包括三个电动伸缩杆，一方面，电动伸缩杆同时伸长或者缩短可以调节圆筒激光穿过孔距离原料金属粉末的距离，提高运动支撑件调节范围；另一方面，电动伸缩杆可以带动圆筒实时跟踪接近热源作用区域并足够接近，将增材加工过程中产生的烟尘颗粒物及时吸走，同时不影响原料金属粉末。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的结构示意图；
图3为本发明另一实施例的结构示意图；
图4为本发明空气净化箱剖视结构示意图。
图中：1导气管、2箱体、3出气罩、4激光发生器、5空气净化箱、6风机、7运动支撑件、71第一直线电机、72竖杆、73第二直线电机、74电动伸缩杆、8箱门、9第一伸缩管、10进气罩、11加工成型平台、12圆筒、13吸气管、14进气管、15第二伸缩管、16三通分流阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：请参阅图1、图3和图4，本实施例公开一种用于增材制造的密封舱内除尘结构，包括内部中空的箱体2和运动支撑件7，所述箱体2的前侧开设有连通其内外的操作开口，所述操作开口上安装有开合的箱门8，所述箱体2内腔的底侧设有加工成型平台11，所述箱体2内腔中通过所述运动支撑件7安装有进气罩10，进气罩10的水平位置可调，所述进气罩上开设有连通其内外的吸气口，所述箱体2的上侧开设有安装孔，所述安装孔内安装有激光发生器4，所述箱体2外设有空气净化箱5和风机6。
所述进气罩10上开设有连通其内外的通孔，所述通孔的外侧和第一伸缩管9的一端连接，第一伸缩管9的另一端贯穿所述箱体2并与空气净化箱5的进气口连通，所述空气净化箱5的出气口和风机6的进气口连通，所述风机6的出气口和导气管1的一端连接，所述导气管1的另一端贯穿并延伸至所述箱体2内。
具体地，如图4所示，所述空气净化箱5包括空心壳体，所述空心壳体内填充有气体滤纸与滤棉，滤棉优选为现有技术中的防火棉，防火棉具有透气性和防火性能，防火棉靠近第一伸缩管9设置，高温烟尘颗粒不能损伤防火棉，防火棉能过滤吸入的颗粒金属，空心壳体优选为金属材质。
第一伸缩管9优选为金属伸缩管或者防火塑料伸缩管。
优选的，所述激光发生器替换为高能电子束发生装置，高能电子束发生装置为现有增材制造技术中常见的工作组件。
激光发生器4、加工成型平台11均为现有技术中增材制造机的组件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。
本发明中所使用的风机6为现有技术中的常用电子元件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。
增材制造机的控制器控制激光发生器4、加工成型平台11、风机6工作。
本实施例的工作过程和原理是：
将箱门8关闭使箱体2和箱门8形成密封的增材制造环境，密封的增材制造环境可以填充不活泼气体以降低原料金属粉末的氧化，激光发生器4通电工作并发射出激光，激光在加工成型区域收缩聚焦形成面积很小的热源作用区域，风机6通电工作，热源区域附近含有烟尘颗粒物的空气在风机6的作用下通过进气罩10、第一伸缩管9进入到空气净化箱5中净化，烟尘颗粒物留在空气净化箱5中，空气净化箱5净化后的空气经导气管1回到箱体2中，运动支撑件7在增材制造机驱动下带动进气罩10实时跟踪接近热源作用区域并足够接近，风机6产生合适的气压差，将增材加工过程中产生的烟尘颗粒物及时吸走，同时不影响原料金属粉末。
实施例二：如图1所示，本实施例公开了一种用于增材制造的密封舱内除尘结构，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例的所述运动支撑件7包括两个平行安装在所述箱体2内壁上的第二直线电机73，两个第二直线电机73的动子之间安装有第一直线电机71，所述第一直线电机71的动子和所述竖杆72的上端固定连接，所述竖杆72的下端和所述进气罩10的外侧固定连接。
增材制造机的控制器控制第一直线电机71和第二直线电机73工作；第一直线电机71和第二直线电机73通过竖杆72带动进气罩10水平移动，使进气罩10实时跟踪接近热源作用区域并足够接近。
实施例三：如图3所示，本实施例公开了一种用于增材制造的密封舱内除尘结构，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例的所述运动支撑件7包括不少于三个的电动伸缩杆74，所述电动伸缩杆74的上端和所述箱体2内腔上侧转动连接，所述电动伸缩杆74的上端的下端和所述进气罩10的外侧转动连接；增材制造机的控制器分别控制电动伸缩杆74协同工作，使进气罩10实时跟踪接近热源作用区域并足够接近，电动伸缩杆74协同工作控制进气罩10在一水平面移动为现有技术中常见的手段，且进气罩10的高度调节方便。
实施例四：如图1所示，本实施例公开了一种用于增材制造的密封舱内除尘结构，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例的所述箱体2上开设有安装支撑孔，所述安装支撑孔内安装有出气罩3，出气罩3的外侧开设有进气风口，所述进气风口的外侧和所述导气管1远离所述风机6的一端连接。
本实施例的工作过程和原理是：
出气罩3降低导气管1输送过来的空气的流速，避免导气管1吹出空气吹散热源区域的含烟尘颗粒物空气，提高进气罩10吸收烟尘颗粒物的效率。
实施例五：如图2和图3所示，本实施例公开了一种用于增材制造的密封舱内除尘结构，其结构与实施例一的结构大致相同，不同之处在于，本实施例的所述进气罩10替换为圆筒12，所述圆筒12的下侧开设有激光穿过孔，所述圆筒12的上侧开口设置，所述圆筒12外周侧的下端开设有进气口，所述圆筒12进气口和进气管14的一端固定连接，所述进气管14的另一端和所述第二伸缩管15的一端连接，所述第二伸缩管15的另一端贯穿箱体2。
所述风机6和所述导气管1之间设有三通分流阀16，所述三通分流阀16上设有进口、第一出口和第二出口，所述三通分流阀16的进口和所述风机6的出气口连通，所述风机6的第一出口和所述导气管1的一端连接，所述风机6的第二出口和所述第二伸缩管15位于箱体2外侧的一端连接。
所述圆筒12的外侧开设有出气口，所述圆筒12出气口外侧和吸气管13的一端连接，所述吸气管13的另一端和第一伸缩管9的位于箱体2的一端连接。
进一步地，所述圆筒12上侧的开口上安装有透明激光透镜；透明激光透镜为现有激光技术常见的组件，激光未在透明激光透镜处聚焦。
所述进气管14喷出的空气沿是所述圆筒12的内腔螺旋向上。
本实施例的工作过程和原理是：
风机6工作，激光发生器4产生的激光通过透明激光透镜、圆筒12上的激光穿过孔照射在加工成型平台11的加工成型区域，圆筒12上的激光穿过孔位于加工成型区域热源区域正上方，风机6使箱体2内热源区域的含有烟尘颗粒物的空气通过激光穿过孔吸入到圆筒12中，风机6产生的空气风经三通分流阀16分流一部分经导气管1进入到箱体2中、另一部分经第二伸缩管15进入到圆筒12中，经第二伸缩管15进入到圆筒12中的空气在圆筒12内螺旋向上移动，被吸入到圆筒12内的烟尘颗粒物随气流螺旋移动并贴附圆筒12内壁逐渐上移，避免烟尘颗粒物粘附在透明激光透镜或者划伤透明激光透镜，烟尘颗粒物移动到圆筒12内腔上部后经吸气管13、第一伸缩管9进入到空气净化箱5中，对烟尘与飞溅物收集效果好。
通过调节三通分流阀16的开度，可以调节经圆筒12激光穿过孔处吸入空气的强度，保证最大的吸附强度并避免将原料金属粉末吹走，保证增材的加工。
实施例六：如图3所示，本实施例公开了一种用于增材制造的密封舱内除尘结构，其结构与实施例五的结构大致相同，不同之处在于，本实施例的所述运动支撑件7包括不少三个的电动伸缩杆74，所述电动伸缩杆74的上端和所述箱体2内腔上侧转动连接，所述电动伸缩杆74的上端的下端和所述圆筒12的外侧转动连接；使电动伸缩杆74同时伸长或者缩短可以调节圆筒12激光穿过孔距离原料金属粉末的距离，提高运动支撑件7调节范围。
本发明中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述；上述各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，对于本领域的普通技术人员而言，其他的任何未背离本发明原理下所作的变化、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种用于增材制造的密封舱内除尘结构，包括内部中空的箱体(2)和运动支撑件(7)，所述箱体(2)的前侧开设有连通其内外的操作开口，所述操作开口上安装有开合的箱门(8)，所述箱体(2)内腔的底侧设有加工成型平台(11)，其特征在于：所述箱体(2)内腔中通过所述运动支撑件(7)安装有进气罩(10)，所述进气罩上开设有连通其内外的吸气口，所述箱体(2)的上侧开设有安装孔，所述安装孔内安装有激光发生器(4)，所述箱体(2)外设有空气净化箱(5)和风机(6)；
所述进气罩(10)上开设有连通其内外的通孔，所述通孔的外侧和第一伸缩管(9)的一端连接，第一伸缩管(9)的另一端贯穿所述箱体(2)并与空气净化箱(5)的进气口连通，所述空气净化箱(5)的出气口和风机(6)的进气口连通，所述风机(6)的出气口和导气管(1)的一端连接，所述导气管(1)的另一端贯穿并延伸至所述箱体(2)内。
2.根据权利要求1所述的用于增材制造的密封舱内除尘结构，其特征在于：所述运动支撑件(7)包括两个平行安装在所述箱体(2)内壁上的第二直线电机(73)，两个第二直线电机(73)的动子之间安装有第一直线电机(71)，所述第一直线电机(71)的动子和所述竖杆(72)的上端固定连接，所述竖杆(72)的下端和所述进气罩(10)的外侧固定连接。
3.根据权利要求1所述的用于增材制造的密封舱内除尘结构，其特征在于：所述运动支撑件(7)包括不少于三个的电动伸缩杆(74)，所述电动伸缩杆(74)的上端和所述箱体(2)内腔上侧转动连接，所述电动伸缩杆(74)的上端的下端和所述进气罩(10)的外侧转动连接。
4.根据权利要求1所述的用于增材制造的密封舱内除尘结构，其特征在于：所述箱体(2)上开设有安装支撑孔，所述安装支撑孔内安装有出气罩(3)，出气罩(3)的外侧开设有进气风口，所述进气风口的外侧和所述导气管(1)远离所述风机(6)的一端连接。
5.根据权利要求1所述的用于增材制造的密封舱内除尘结构，其特征在于：所述进气罩(10)替换为圆筒(12)，所述圆筒(12)的下侧开设有激光穿过孔，所述圆筒(12)的上侧开口设置，所述圆筒(12)外周侧的下端开设有进气口，所述圆筒(12)进气口和进气管(14)的一端固定连接，所述进气管(14)的另一端和所述第二伸缩管(15)的一端连接，所述第二伸缩管(15)的另一端贯穿箱体(2)；
所述风机(6)和所述导气管(1)之间设有三通分流阀(16)，所述三通分流阀(16)上设有进口、第一出口和第二出口，所述三通分流阀(16)的进口和所述风机(6)的出气口连通，所述风机(6)的第一出口和所述导气管(1)的一端连接，所述风机(6)的第二出口和所述第二伸缩管(15)位于箱体(2)外侧的一端连接；
所述圆筒(12)的外侧开设有出气口，所述圆筒(12)出气口外侧和吸气管(13)的一端连接，所述吸气管(13)的另一端和第一伸缩管(9)的位于箱体(2)的一端连接。
6.根据权利要求5所述的用于增材制造的密封舱内除尘结构，其特征在于：所述运动支撑件(7)包括不少三个的电动伸缩杆(74)，所述电动伸缩杆(74)的上端和所述箱体(2)内腔上侧转动连接，所述电动伸缩杆(74)的上端的下端和所述圆筒(12)的外侧转动连接。
7.根据权利要求5所述的用于增材制造的密封舱内除尘结构，其特征在于：所述圆筒(12)上侧的开口上安装有透明激光透镜。
8.根据权利要求5所述的用于增材制造的密封舱内除尘结构，其特征在于：所述进气管(14)喷出的空气沿是所述圆筒(12)的内腔螺旋向上。
9.根据权利要求1所述的用于增材制造的密封舱内除尘结构，其特征在于：所述空气净化箱(5)包括空心壳体，所述空心壳体内填充有气体滤纸与滤棉。
10.根据权利要求1所述的用于增材制造的密封舱内除尘结构，其特征在于：所述激光发生器替换为高能电子束发生装置。
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