CN112873848B - 一种3d打印除尘方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印除尘方法及装置，包括步骤步骤A:向打印区域提供电子，以使打印区域的空气产生负离子，3D打印产生的粉尘与负离子结合成为带电粉尘；步骤B:提供洛仑磁力向上的磁场，打印区域位于磁场中，以使带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态；步骤C:抽离和/或吹离处于悬浮或近悬浮状态的带电粉尘。本发明的3D打印除尘方法，带电粉尘在磁场中受到向上的洛仑磁力的作用处于悬浮或近悬浮状态，在带电粉尘在落下之前就将其抽走或吹走，不容易存在粉尘降落的过程中仍会落到打印工件的情况，也不存在已聚沉的粉尘被吹起，重新附着在打印工件上的情况，除尘难度小，效果理想，印工件的外观和质量可以得到保证。

Description

一种3D打印除尘方法及装置

技术领域

本发明涉及增材制造成型加工领域，尤其涉及一种3D打印除尘方法及装置。

背景技术

3D打印是快速成型技术的一种，又称增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用3D打印机来实现的。3D打印机是把液态光敏树脂材料、熔融的塑料丝、石膏粉、粉末状金属等材料通过喷射粘结剂或挤出等方式实现层层堆积叠加形成三维实体，广泛应用于各个领域中。

在3D打印的过程中，由于打印的材料是微小的颗粒粉末，打印产生大量的粉尘，会在打印的过程中附着在打印工件上，影响打印工件的外观和质量。

为了保证打印工件的外观和质量，3D打印过程中除尘是常见工序。目前除尘方法中有电离除尘，让粉尘带上电荷后发生聚沉，落在打印区域的表面，再将粉尘吹走，达到除尘的目的。但是，这种电离聚沉除尘的方法，除尘难度大，效果不理想，印工件的外观和质量仍容易受到影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种3D打印除尘方法及装置，除尘难度小，效果理想，印工件的外观和质量不容易受到影响。

本发明公开了一种3D打印除尘方法，包括步骤：

步骤A:向打印区域提供电子，以使打印区域的空气产生负离子，3D打印产生的粉尘与负离子结合成为带电粉尘；

步骤B:提供洛仑磁力向上的磁场，打印区域位于磁场中，以使带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态；

步骤C:抽离和/或吹离处于悬浮或近悬浮状态的带电粉尘。

可选的，所述步骤B包括步骤：

根据带电粉尘的种类和大小，调整磁场洛仑磁力的大小，以使带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态。

可选的，所述3D打印除尘方法还包括步骤：

根据粉尘的飞溅范围，调整磁场的覆盖范围，磁场覆盖3D打印时粉尘的飞溅范围。

可选的，所述3D打印除尘方法还包括步骤：

正电极吸附收集被抽离和/或吹离的带电粉尘。

本发明还公开了一种3D打印除尘装置，应用了如上所述的3D打印除尘方法，包括离子发生器、磁场发生器和粉尘驱动机构。所述离子发生器用于向打印区域提供电子；所述磁场发生器用于提供洛仑磁力向上的磁场，打印区域位于磁场中；所述粉尘驱动机构用于抽离和/或吹离处于悬浮状态的带电粉尘。其中，所述离子发生器和磁场发生器设置在打印区域中或打印区域周围。

可选的，所述磁场发生器包括第一带磁体和第二带磁体；所述第一带磁体和第二带磁体分别相对设置在打印区域相对的两侧；所述第一带磁体和第二带磁体相对的磁极相异。

可选的，所述离子发生器包括第一离子发生器和第二离子发生器；所述第一离子发生器和第二离子发生器上下相对设置，且位于打印区域的一侧；所述粉尘驱动机构包括风机和吹风管路；所述吹风管路的进风口与所述风机的出风口连通，出风口设置在所述第一离子发生器和第二离子发生器之间。

可选的，所述粉尘驱动机构还包括用于吸风的吸风管路；所述吸风管路的吸风口设置在打印区域的一侧，且与所述吹风管路的出风口相对。

可选的，所述3D打印除尘装置还包括粉尘收集机构和过滤机构；所述粉尘收集机构和过滤机构依次与所述吸风管路连通，所述粉尘收集机构与电源的正极电连接；所述吸风管路与风机的进风口连通。

可选的，所述吹风管路的出风口为扁平状；所述吹风管路的出风口设置有若干个导风板；所述导风板与气流方向平行延伸设置；所述导风板将所述吹风管路的出风口间隔成至少两个风道。

本发明的3D打印除尘方法，通过离子发生器先提供电子，电子在空气中形成负离子和粉尘结合成为带电粉尘。磁场发生器提供磁场，带电粉尘在磁场中受到向上的洛仑磁力的作用，洛仑磁力抵消或部分抵消掉带电粉尘的重力，使得带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态。这时候，通过粉尘驱动机构直接对悬浮或近悬浮吹风和/或抽风，在带电粉尘在落下之前就将其抽走或吹走，不容易存在粉尘降落的过程中仍会落到打印工件的情况，也不存在已聚沉的粉尘被吹起，重新附着在打印工件上的情况，除尘难度小，效果理想，印工件的外观和质量可以得到保证。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明实施例3D打印除尘方法的流程图；

图2是本发明实施例3D打印除尘装置的示意图；

图3是本发明实施例3D打印除尘装置的另一示意图；

图4是图1中A部分的局部放大图；

图5是本发明实施例第一带磁体和第二带磁体的示意图。

其中，1、打印区域；100、离子发生器；110、第一离子发生器；120、第二离子发生器；200、磁场发生器；210、第一带磁体；220、第二带磁体；300、粉尘驱动机构；310、风机；320、吹风管路；330、吸风管路；340、导风板；350、风道；400、粉尘收集机构；500、过滤机构；600、密封罩。

具体实施方式

需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。

下面参考附图和可选的实施例对本发明作详细说明。

如图1所示，作为本发明的一实施例，公开了一种3D打印除尘方法，包括步骤：

步骤A:向打印区域提供电子，以使打印区域的空气产生负离子，3D打印产生的粉尘与负离子结合成为带电粉尘；

步骤B:提供洛仑磁力向上的磁场，打印区域位于磁场中，以使带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态；

步骤C:抽离和/或吹离处于悬浮或近悬浮状态的带电粉尘。

在3D打印的过程中产生的大量粉尘，会在打印的过程中附着在打印工件上，粉末一层层覆盖成松散状态，打印件的致密度与原材料差异加大，会导致打印件的强度不够，影响打印工件外观的同时，也影响质量。电离除尘是3D打印的一种除尘方法，这种电离聚沉除尘的方法是通过粉尘带电后，相互吸附聚集成大颗粒降落在打印区域1表面，再通过吹风机310将粉尘吹走，达到除尘的目的。但是，这种电离除尘方法，在降落的过程中粉尘颗粒仍会落到打印工件上，除尘效果不理想，同时在对聚沉在打印区域1表面吹风的时候，难以避免地又会将本已聚沉的粉尘吹起，重新附着在打印工件上，除尘难度大，效果不理想，印工件的外观和质量仍容易受到影响。

本发明的3D打印除尘方法，先提供电子，电子在空气中形成负离子和粉尘结合成为带电粉尘。带电粉尘在磁场中受到向上的洛仑磁力的作用，洛仑磁力抵消或部分抵消掉带电粉尘的重力，使得带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态。这时候，直接对悬浮或近悬浮吹风或抽风，在带电粉尘在落下之前就将其抽走或吹走，不容易存在粉尘降落的过程中仍会落到打印工件的情况，也不存在已聚沉的粉尘被吹起，重新附着在打印工件上的情况，除尘难度小，效果理想，印工件的外观和质量可以得到保证。

需要说明的是，带电粉尘处于悬浮状态是洛仑磁力与粉尘的重力相抵消时的状态；近悬浮状态是洛仑磁力小于或大于粉尘的重力时的状态相抵消时的状态，在该状态下，粉尘向下聚沉降落的速度减小或缓慢上升，此时呈近悬浮状态，提高了粉尘在空中的停留时间，以使有足够的时间将粉尘抽离和/或吹离。抽离是通过抽风将带电粉尘抽走，吹离是通过吹风将带电粉尘吹走。

具体的，所述步骤B包括步骤：根据带电粉尘的种类和大小，调整磁场洛仑磁力的大小，以使带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态。加工不同的工件或者加工工艺不同，产生的粉尘种类和大小都可能不一样。在本方案中，根据粉尘的种类和大小的不同，有针对性的调整洛仑磁力的大小，达到带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态的目的，方便后续的抽离和/或吹离。

具体的，所述步骤C中，可以通过水平抽风和/或吹风带走带电粉尘。这样，粉尘被带走的时候是尽可能呈水平直线移动的，减小了粉尘移动距离，减少了移动路径，降低了粉尘因乱窜又重新粘附在打印工件的概率。

进一步的，所述3D打印除尘方法还包括步骤：根据粉尘的飞溅范围，调整磁场的覆盖范围，磁场覆盖3D打印时粉尘的飞溅范围。加工不同的工件或者加工工艺不同，粉尘的飞溅范围都可能有所不同。在本方案中，根据粉尘的飞溅范围的不同，有针对性的调整洛仑磁力的覆盖范围，使尽可能多的带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态，后续可以更彻底抽离和/或吹离粉尘。

进一步的，所述3D打印除尘方法还包括步骤：正电极吸附收集被抽离和/或吹离的带电粉尘。为了环保，被抽离和/或吹离的带电粉尘需要进一步收集处理。本方案充分利用了带电粉尘携带了负电荷情况，通过正电极吸附，快捷高效地收集带电粉尘。正电极吸附的机构可以是与电源正极电连接的收集板、收集桶等等。

如图2所示，作为本发明的另一实施例，公开了一种3D打印除尘装置，应用了如上所述的3D打印除尘方法，包括离子发生器100、磁场发生器200和粉尘驱动机构300。所述离子发生器100用于向打印区域1提供电子；所述磁场发生器200用于提供洛仑磁力向上的磁场，打印区域1位于磁场中；所述粉尘驱动机构300用于抽离和/或吹离处于悬浮状态的带电粉尘。其中，所述离子发生器100和磁场发生器200设置在打印区域1中或打印区域1周围。

本发明的3D打印除尘方法，通过离子发生器100先提供电子，电子在空气中形成负离子和粉尘结合成为带电粉尘。磁场发生器200提供磁场，带电粉尘在磁场中受到向上的洛仑磁力的作用，洛仑磁力抵消或部分抵消掉带电粉尘的重力，使得带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态。这时候，通过粉尘驱动机构300直接对悬浮或近悬浮吹风和/或抽风，在带电粉尘在落下之前就将其抽走或吹走，不容易存在粉尘降落的过程中仍会落到打印工件的情况，也不存在已聚沉的粉尘被吹起，重新附着在打印工件上的情况，除尘难度小，效果理想，印工件的外观和质量可以得到保证。

具体的，如图2所示，所述3D打印除尘装置还包括密封罩600，所述打印区域1位于密封罩600中。对应的，所述离子发生器100和磁场发生器200也设置在密封罩600内，而所述粉尘驱动机构300可以和密封罩600连通，以抽离和/或吹离粉尘。密封罩600可以防止粉尘想四周飞散，污染环境。

如图3和图4所示，所述离子发生器100包括第一离子发生器110和第二离子发生器120；所述第一离子发生器110和第二离子发生器120上下相对设置，且位于打印区域1的一侧。所述粉尘驱动机构300包括风机310和吹风管路320；所述吹风管路320的进风口与所述风机310的出风口连通，出风口设置在所述第一离子发生器110和第二离子发生器120之间。第一离子发生器110和第二离子发生器120用于产生电子，电子释放到空气中。与空气中的氧形成负离子。在本方案中，吹风管路320的出风口设置在第一离子发生器110和第二离子发生器120之间，使得出风口吹出的空气形成更多的负离子，打印区域1的粉尘可以更充分变成带电粉尘。

更具体的，所述第一离子发生器110和第二离子发生器120设置有海绵孔(未图示)。第一离子发生器110和第二离子发生器120产生的电子通过海绵孔进行平行流动，可以更均匀的与吹风管路320处风口吹出的空气接触。

所述粉尘驱动机构300还包括用于吸风的吸风管路330；所述吸风管路330的吸风口设置在打印区域1的一侧，且与所述吹风管路320的出风口相对。在本方案中，吹风管路320的出风口的吹风可以吹走粉尘，同时，与吹风管路320的出风口相对的吸风管路330对粉尘进行抽风，直接抽走处于悬浮或近悬浮状态的带电粉尘，吹风和抽风结合，除尘效果更好。

所述3D打印除尘装置还包括粉尘收集机构400和过滤机构500；所述粉尘收集机构400和过滤机构500依次与所述吸风管路330连通，所述粉尘收集机构400与电源的正极电连接；所述吸风管路330与风机310的进风口连通。粉尘收集机构400与电源的正极电连接，可以高效地吸附带电的粉尘。粉尘收集机构400对带电粉尘进行分离收集，过滤机构500进一步过滤净化气体。吸风管路330内夹杂着带电粉尘的气体经过粉尘收集机构400和过滤机构500分离过滤后，通过风机310直接抽回到吹风管路320中，实现整体气体的循环利用。具体的，粉尘收集机构400可以是带旋风分离功能的收集桶，在此不再赘述。

所述吹风管路320的出风口和所述吸风管路330的吸风口为扁平状。扁平状的出风口和吸风口可以让气流均匀分散地吹出或吸走，气流是平稳流动的，可以更平稳地带走粉尘。

更具体的，所述吹风管路320的出风口和所述吸风管路330的吸风口内设置有若干个导风板340，所述导风板340与气流方向平行延伸设置。所述导风板340将所述吹风管路320的出风口和所述吸风管路330的吸风口间隔成至少两个风道350。导风板340形成的风道350可以进一步将气流均匀分散，气流的流动更平稳，可以更平稳地带走粉尘。

如图2、图3和图5所示，所述磁场发生器200包括第一带磁体210和第二带磁体220；所述第一带磁体210和第二带磁体220分别相对设置在打印区域1相对的两侧；所述第一带磁体210和第二带磁体220相对的磁极相异。如图5所示，例如第一带磁体210上的N磁极和第二带磁体220的S磁极相对，第一带磁体210上的S磁极和第二带磁体220的N磁极相对，即第一带磁体210和第二带磁体220相对的磁极相异，以此产生磁场。更具体的，第一带磁体210和第二带磁体220可以永磁体、电磁铁等。优选的，第一带磁体210和第二带磁体220可以为电磁铁，方便调整磁场强度来调节洛仑磁力的大小。

需要说明的是，本发明中涉及到的各步骤的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为对步骤先后顺序做出限定，写在前面的步骤可以是在先执行的，也可以是在后执行的，甚至也可以是同时执行的，只要能实施本方案，都应当视为属于本发明的保护范围。

以上内容是结合具体的可选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种3D打印除尘方法，其特征在于，包括步骤：

步骤A:向打印区域提供电子，以使打印区域的空气产生负离子，3D打印产生的粉尘与负离子结合成为带电粉尘；

步骤B:提供洛仑磁力向上的磁场，打印区域位于磁场中，以使带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态；

步骤C:抽离和/或吹离处于悬浮或近悬浮状态的带电粉尘；

所述步骤B包括步骤：

根据带电粉尘的种类和大小，调整磁场洛仑磁力的大小，以使带电粉尘处于悬浮或近悬浮状态。

2.如权利要求1所述的3D打印除尘方法，其特征在于，所述3D打印除尘方法还包括步骤：

根据粉尘的飞溅范围，调整磁场的覆盖范围，磁场覆盖3D打印时粉尘的飞溅范围。

3.如权利要求1所述的3D打印除尘方法，其特征在于，所述3D打印除尘方法还包括步骤：

正电极吸附收集被抽离和/或吹离的带电粉尘。

4.一种3D打印除尘装置，应用了如权利要求1至3任意一项所述的3D打印除尘方法，其特征在于，包括：

离子发生器，用于向打印区域提供电子；

磁场发生器，用于提供洛仑磁力向上的磁场，打印区域位于磁场中；

粉尘驱动机构，用于抽离和/或吹离处于悬浮状态的带电粉尘；

其中，所述离子发生器和磁场发生器设置在打印区域中或打印区域周围。

5.如权利要求4所述的3D打印除尘装置，其特征在于，所述磁场发生器包括第一带磁体和第二带磁体；所述第一带磁体和第二带磁体分别相对设置在打印区域相对的两侧；所述第一带磁体和第二带磁体相对的磁极相异。

6.如权利要求4或5所述的3D打印除尘装置，其特征在于，所述离子发生器包括第一离子发生器和第二离子发生器；所述第一离子发生器和第二离子发生器上下相对设置，且位于打印区域的一侧；所述粉尘驱动机构包括风机和吹风管路；所述吹风管路的进风口与所述风机的出风口连通，出风口设置在所述第一离子发生器和第二离子发生器之间。

7.如权利要求6所述的3D打印除尘装置，其特征在于，所述粉尘驱动机构还包括用于吸风的吸风管路；所述吸风管路的吸风口设置在打印区域的一侧，且与所述吹风管路的出风口相对。

8.如权利要求7所述的3D打印除尘装置，其特征在于，所述3D打印除尘装置还包括粉尘收集机构和过滤机构；所述粉尘收集机构和过滤机构依次与所述吸风管路连通，所述粉尘收集机构与电源的正极电连接；所述吸风管路与风机的进风口连通。

9.如权利要求6所述的3D打印除尘装置，其特征在于，所述吹风管路的出风口为扁平状；所述吹风管路的出风口设置有若干个导风板；所述导风板与气流方向平行延伸设置；所述导风板将所述吹风管路的出风口间隔成至少两个风道。

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