CN113319296B - 应用于小型3d打印机的排气导流装置及小型3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于小型3D打印机的排气导流装置，包括本体和连接部，所述本体内部有一腔体和所述连接部的开口连通，所述腔体内设有由若干个导流隔板隔出的若干个导流通道，所述本体的表面设有导流通道入口，若干个所述导流通道在空间上均匀分布使带烟尘的气流均匀的流向所述连接部的开口。相比现有技术，本发明的排气导流装置可以使气流均匀地从打印操作台腔体被导流到排气除尘系统，防止因流道排气不均匀导致烟尘排除效果不理想影响打印效果。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域，尤其涉及一种应用于小型3D打印机的排气导流装置及小型3D打印机。
背景技术
3D打印或增材制造是一种根据CAD模型或数字3D模型构建三维对象的技术。“3D打印”可以有多种形式，其中最常见的是材料在计算机控制下沉积，结合或固化以形成三维物体，最典型的方式是将材料逐层地进行叠加。选择性激光烧结SLS是一种重要的增材制造方法，其原理是激光束根据分层截面信息进行有选择地对粉末材料逐层烧结，全部烧结完成后去除多余的粉末，得到制成的零件。在粉末烧结的过程中往往产生大量烟尘、挥发物和雾化物，若不能进行有效除尘，将使激光的光路受阻进而影响烧结加工的效率，最终降低产品质量。打印过程中打印成型区域粉末被激光照射而产生的黑色粉末因高温气化溅起漂浮在成型缸上空，若该粉末无法得到及时清除扬起的粉末会掉落到成型面粉末上，导致成型工件表面粗糙。并且，增材制造中使用的材料涵盖范围很广，从诸如尼龙，ABS，高密度聚乙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯等塑料到诸如不锈钢，钛，铝及其合金甚至金或银的金属。这些材料大多数都是可燃的，而在3D打印过程中可以产生非常小的颗粒(甚至在纳米颗粒范围内)，若不能很好的进行除尘将存在爆炸、火灾等危及人身的安全隐患。
现有的3D打印机一般是直接将打印操作台的产生的烟尘通过流道输送到除尘系统，发明人在长期的实践操作中发现普通的烟尘输送机构容易造成气流在排气流道输送的过程中局部聚集，而带烟尘的气流无法均匀的输送到除尘系统，将导致除尘效果不佳，极大的影响了最终的打印效果。图1-2示出了现有排气流道的模拟排气图。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种应用于小型3D打印机的排气导流装置及一种小型3D打印机。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种应用于小型3D打印机的排气导流装置，包括本体和连接部，所述本体内部有一腔体和所述连接部的开口连通，所述腔体内设有由若干个导流隔板隔出的若干个导流通道，所述本体的表面设有导流通道入口，若干个所述导流通道在空间上均匀分布使带烟尘的气流均匀的流向所述连接部的开口。
进一步，若干个所述导流隔板均包括分流板、过渡板、导流板，所述分流板均匀设置在所述导流通道入口处将气流平均分成多路进入相应的所述导流通道，所述过渡板一端连接所述分流板，另一端连接所述导流板，所述导流板与所述腔体的侧壁平行设置。
进一步，所述导流通道入口设置在所述本体的一侧表面上，所述排气导流装置设置在所述3D打印机的打印操作台的上方，用于将所述打印操作台上扬起的烟尘收集并导入所述3D打印机的除尘系统。
进一步，所述分流板朝向所述连接部倾斜设置，离所述连接部越远的所述分流板与所述导流通道入口的夹角越大。多个所述导流通道的出口从左上往右下依次排列，且所述导流通道的出口与所述连接部的开口的水平距离从左上往右下依次递增。
进一步，所述分流板与所述导流通道入口的夹角的范围为10-60°。
进一步，所述过渡板为弧形结构，离所述连接部越远的所述过渡板的面积越大。
根据本发明的另一方面，提供一种小型3D打印机，如前所述的排气导流装置、3D打印系统、除尘系统、循环风系统，所述3D打印系统包括打印操作台，所述排气导流装置设置在所述打印操作台上方；所述循环风系统包括风机、送风口，所述风机用于将所述排气导流装置内的气体抽出，经所述除尘系统过滤后，吹向所述送风口，所述送风口用于吹出所述气体将打印操作台上扬起的烟尘吹入所述排气导流装置内。
本发明的有益效果：
本发明的排气导流装置应用于小型3D打印机，特别是小型金属3D打印机的机腔排气除尘系统，可实现3D打印机的高效除尘。打印过程中粉末烧结所产生的烟尘随着氮气通过该排气导流装置的导流通道入口进入，并送入到排气除尘系统中进行过滤。该机构与普通排气流道相比对气体流道进行改进增加了导流隔板，导流隔板在空间上均匀分布使气流可以均匀地从打印操作台腔体被导流到排气除尘系统，防止因流道排气不均匀导致烟尘排除效果不理想影响打印效果。
附图说明
图1为现有排气流道的一模拟排气图。
图2为现有排气流道的另一模拟排气图。
图3为本发明一实施例的排气导流装置的模拟排气图。
图4为本发明一实施例的排气导流装置的结构示意图。
图5为本发明一实施例的排气导流装置的剖面示意图。
图6为本发明一实施例的3D打印机的局部结构示意图。
图7为本发明一实施例的3D打印机的循环风流向示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”、“一面”、“另一面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况具体理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合实施例详细阐述本发明的内容。
请参阅图4-5，一种应用于小型3D打印机的排气导流装置，包括本体1和连接部2，所述本体内部有一腔体和连接部2的开口连通，腔体内设有由若干个导流隔板21隔出的若干个导流通道22，本体1的表面设有导流通道入口23，若干个导流通道22在空间上均匀分布使带烟尘的气流均匀的流向连接部2的开口。若干个导流隔板21均包括分流板201、过渡板202、导流板203，分流板201均匀设置在导流通道入口23处将气流平均分成多路进入相应的导流通道22，过渡板202一端连接分流板201，另一端连接导流板203，导流板203与腔体的侧壁平行设置。导流通道入口23可以设置在本体1的一侧表面上，排气导流装置A设置在所述3D打印机的打印操作台100的上方，用于将打印操作台上扬起的烟尘收集并导入除尘系统600。进一步，分流板201朝向连接部2倾斜设置，离连接部2越远的分流板201与导流通道入口23的夹角越大。多个导流通道22的出口从左上往右下依次排列，且导流通道22的出口与连接部2的开口的水平距离从左上往右下依次递增。该夹角的范围可以为1-90°。优选的，该夹角的范围为10-60°。进一步，过渡板202为弧形结构，离连接部2越远的过渡板202的面积越大。
图3示出了本发明排气导流装置A的模拟排气图，对比图1-2所示的现有的排气流道的模拟排气图，可以看到现有结构中气流出现了局部聚集的现象，为了使携带烟尘的气体能够被排气导流装置A收集、排气效率得以提升本发明的打印机中设有风机，该风机一方面将排气导流装置A中的气流抽入除尘系统，另一方面将经除尘系统600过滤后的气体通过风道(图中未示出)重新由送风口持续向前吹出，吹出的气体夹带着打印操作平台100上产生的黑色烟尘再次进入排气导流装置A，形成循环。由于风机抽吸力的存在，进入排气导流装置A后的烟尘气体更容易集中的从离连接部2更近的地方进入除尘系统600，因为这样距离更短阻力更小。本发明的方案首先将分流板201均匀设置在导流通道入口23将气流均匀的分流成多路避免了气流在入口处局部集中，其次导流板203在空间上均匀分布，例如图3所示，导流板203从上至下等间距平行布置，将气流均匀地导向连接部2的出口，因而能够使气流非常均匀的进入排气除尘系统，极大的提升了除尘的效果和效率，进而提高3D打印的质量。
根据本发明的另一方面，如图6-7所示，提供一种小型3D打印机，包括如前所述的排气导流装置、3D打印系统、除尘系统、循环风系统，3D打印系统包括打印操作台100，排气导流装置A设置在所述打印操作台100上方；循环风系统包括风机、送风口300/400，风机用于将所述排气导流装置A内的气体抽出经除尘系统600过滤后吹向送风口300/400，送风口300/400用于吹出所述气体将打印操作台上扬起的烟尘吹入排气导流装置A内。进一步，送风口可以包括第一送风口300、第二送风口400，排气导流装置A的导流通道入口23朝向第一送风口300设置，第一送风口300设置在导流通道入口23的正前方用于持续吹出气体，吹出的气体夹带着黑色烟尘到排气导流装置A处。3D打印系统还包括激光打印头200设置在打印操作台100上方，第二送风口400设置在第一送风口300上方靠近激光打印头200的位置。进一步，第二送风口400包括第一出风口401和第二出风口402，第一出风口401朝前设置防止打印操作平台100产生的烟尘向上飘，沾到顶部激光打印头200的镜片玻璃上，导致激光功率下降。第二出风口402倾斜向下设置将向上扬起的烟尘往下吹到排气导流装置A前。进一步，风机的转速控制在一定范围内，风机的转速根据实际需要控制在合理范围内，风力过大或过小均容易导致烟尘除不尽。根据本发明的一种实施方式，风机的转速可以设置在1000-5000转/分钟。优选的，风机转速可以设置在2000转/分钟左右，除尘效果较为理想。送风口吹出的气体可以为惰性气体等。根据本发明的一种实施方式，该气体为氮气。熟知本领域技术的技术人员应当了解以上所述打印机还可以包括其他必要部件，例如电源模块，控制模块等，在此不做深入阐述。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种应用于小型3D打印机的排气导流装置，其特征在于，包括本体和连接部，所述本体内部有一腔体和所述连接部的开口连通，所述腔体内设有由若干个导流隔板隔出的若干个导流通道，所述本体的表面设有导流通道入口，若干个所述导流通道在空间上均匀分布使带烟尘的气流均匀的流向所述连接部的开口；
若干个所述导流隔板均包括分流板、过渡板、导流板，所述分流板均匀设置在所述导流通道入口处将气流平均分成多路进入相应的所述导流通道，所述过渡板一端连接所述分流板，另一端连接所述导流板，所述导流板与所述腔体的侧壁平行设置；
所述分流板朝向所述连接部倾斜设置，离所述连接部越远的所述分流板与所述导流通道入口的夹角越大；
多个所述导流通道的出口从左上往右下依次排列，且所述导流通道的出口与所述连接部的开口的水平距离从左上往右下依次递增。
2.根据权利要求1所述的一种应用于小型3D打印机的排气导流装置，其特征在于，所述导流通道入口设置在所述本体的一侧表面上，所述排气导流装置设置在所述3D打印机的打印操作台的上方，用于将所述打印操作台上扬起的烟尘收集并导入所述3D打印机的除尘系统。
3.根据权利要求1所述的一种应用于小型3D打印机的排气导流装置，其特征在于，所述分流板与所述导流通道入口的夹角的范围为10-60°。
4.根据权利要求1所述的一种应用于小型3D打印机的排气导流装置，其特征在于，所述过渡板为弧形结构，离所述连接部越远的所述过渡板的面积越大。
5.一种小型3D打印机，其特征在于，包括如权利要求1至4中任意一项所述的排气导流装置、3D打印系统、除尘系统、循环风系统，所述3D打印系统包括打印操作台，所述排气导流装置设置在所述打印操作台上方；所述循环风系统包括风机、送风口，所述风机用于将所述排气导流装置内的气体抽出，经所述除尘系统过滤后，吹向所述送风口，所述送风口用于吹出所述气体将打印操作台上扬起的烟尘吹入所述排气导流装置内。
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