CN114535623A

CN114535623A - 一种金属3d打印机的改进型风场结构及金属3d打印机

Info

Publication number: CN114535623A
Application number: CN202210222658.1A
Authority: CN
Inventors: 王森波; 宋晓东; 于峰彬
Original assignee: Suzhou Shuang'en Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Shuang'en Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2022-03-09
Filing date: 2022-03-09
Publication date: 2022-05-27

Abstract

本发明提供一种金属3D打印机的改进型风场结构及金属3D打印机，包括：吹风系统包括设置在打印腔体的一侧上下方的上吹风口与下吹风口；吸风系统包括设置在打印腔体的另一侧上下方的上吸风口与下吸风口；上挡板垂直固定在打印腔体内部顶端且靠近上吸风口，上挡板最低点高度低于上吸风口；风刀连接在上吹风口顶端，风刀一端连接在打印腔体侧壁上且另一端与上吹风口形成流通通道，且孔径沿着气流流通方向逐渐减小；下挡板的一端连接在打印腔体侧壁上且位于下吸风口顶端。根据本发明实施例的改进型风场结构，通过上挡板、风刀、下挡板的配合，能够有效地带走打印产生的炉渣与烟尘，保障了打印过程的清洁度，提高了打印精度。

Description

一种金属3D打印机的改进型风场结构及金属3D打印机

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种金属3D打印机的改进型风场结构及具有该改进型风场结构的金属3D打印机。

背景技术

相较于传统减材制造技术而言，3D打印技术是一种先进的快速制造零件的增材制造技术。SLM3D打印机的运行原理是在激光束热作用下将金属粉末熔化经冷却凝结并逐层堆积从而制造零件。风场结构属于3D打印机中最重要的装置之一。目前，打印腔体内风场结构布局一般分为两种：第一种为单吹气单吸气的风场布局，该风场布局的缺点是无法在单位时间内过滤更多烟尘和形成腔体上方形成涡流形成扬尘的现象，从而导致激光作用于粉床表面能量不稳定；另一种为双吹气，双吸气的风场布局，通过上层风场阻断下层风往上流通，使上下两层气流分层，但实际中保护气体注入到腔体后不是绝对按照轨迹进行移动的，因此气流会散开，势必形成更大的涡流，导致腔体内气流混乱，影响打印效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种金属3D打印机的改进型风场结构，其能够减少金属粉末被吸走，并且能够切断涡流产生，防止烟尘上飘，污染振镜，从而可以提高打印质量。

本发明还提供一种具有上述改进型风场结构的金属3D打印机。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一实施例的金属3D打印机的改进型风场结构，包括：

吹风系统，所述吹风系统包括上吹风口与下吹风口，所述上吹风口与所述下吹风口分别设置在打印腔体的一侧上下方；

吸风系统，所述吸风系统包括上吸风口与下吸风口，所述上吸风口与所述下吸风口分别设置在所述打印腔体的另一侧上下方；

上挡板，所述上挡板垂直固定在所述打印腔体内部顶端且靠近所述上吸风口，其中所述上挡板最低点高度低于所述上吸风口；

风刀，所述风刀连接在所述上吹风口顶端，所述风刀一端连接在所述打印腔体侧壁上且另一端与所述上吹风口形成流通通道，所述流通通道的孔径沿着气流流通方向逐渐减小；

下挡板，所述下挡板的一端连接在所述打印腔体侧壁上且位于所述下吸风口顶端用于阻挡从所述流通通道及所述下吹风口流出的气流。

进一步地，所述上挡板与所述上吸风口之间的垂直距离小于固定在所述打印腔体顶端中心的振镜与所述上吸风口之间的垂直距离。

进一步地，所述下吹风口上下端分别固定有上吹风挡板与下吹风挡板，所述下吹风挡板位于设置在所述打印腔体底部的打印平台上方。

进一步地，所述上挡板、所述风刀与所述下挡板均为316L不锈钢制件。

进一步地，所述上吹风挡板与所述下吹风挡板均为316L不锈钢制件。

根据本发明第二实施例的金属3D打印机，包括：

打印腔体，所述打印腔体顶部中心固定有振镜，所述打印腔体底部为打印平台，所述打印平台中心设置有打印基板；

上述任一项实施例所述的金属3D打印机的改进型风场结构。

进一步地，所述打印平台靠近所述下吸风口的一端向内开设有炉渣大颗粒沉积槽。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

根据本发明实施例的金属3D打印机的改进型风场结构，通过设置上挡板、风刀、下挡板，使得能够有效地带走打印产生的炉渣与烟尘，保障了打印过程的清洁度，并且能够切断涡流产生，从而提高了打印精度；

进一步地，通过将下吹风口底端的下吹风挡板设置高于打印平台，能够防止从下吹风口进入打印腔体的保护气体带走附在打印平台表面上的金属粉末，降低了生产成本；

更进一步地，通过设置炉渣大颗粒沉积槽，能够容纳未被吸风口吸走的炉渣大颗粒物，进一步提升了清洁度。

附图说明

图1为本发明实施例的改进型风场结构示意图。

附图标记：

1.打印腔体；2.振镜；3.打印平台；4.打印基板；5.上吹风口；6.下吹风口；7.上吸风口；8.下吸风口；9.上挡板；10.风刀；11.下挡板；12.下吹风挡板；13.炉渣大颗粒沉积槽；14.上吹风挡板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

下面首先结合附图具体描述本发明实施例的金属3D打印机的改进型风场结构及金属3D打印机。

如图1所示，根据本发明第一实施例的金属3D打印机的改进型风场结构，包括吹风系统、吸风系统、上挡板9、风刀10、下挡板11。

吹风系统包括上吹风口5与下吹风口6，上吹风口5与下吹风口6分别设置在打印腔体1的一侧上下方，由此保护气体的气流分别由上吹风口5及下吹风口6进入打印腔体1内部。

吸风系统包括上吸风口7与下吸风口8，上吸风口7与下吸风口8分别设置在打印腔体1的另一侧上下方，用来吸走从打印腔体1内部经打印后产生的金属残渣与烟尘。

上挡板9垂直固定在打印腔体1内部顶端且靠近上吸风口7，其中上挡板9最低点高度低于上吸风口7，从而能够阻挡上吸风口处的气流反方向流动，防止在打印腔体1顶端产生涡流。

风刀10连接在上吹风口5顶端，风刀10一端连接在打印腔体1侧壁上且另一端与上吹风口5形成流通通道，流通通道的孔径沿着气流流通方向逐渐减小，由此能够使得由上吹风口5进来的气流能够进一步聚拢，提升气流强度，有效地带走打印产生的金属烟尘。

下挡板11连接在下吸风口8顶端用于阻挡从所述流通通道及所述下吹风口流出的气流。由此，经下吹风口6进入打印腔体1的部分气流能够被下挡板11阻挡，即可被下吸风口8吸走；另外，经上吹风口5进入打印腔体1的部分气流向下流动时能够被下挡板11阻挡继续向上吸风口流动。

具体来说，如图1所示，由上吹风口5流通进入打印腔体1的气流主要分为以下三个大方向：(1)部分气流携带打印产生的烟尘经过上挡板9底端，由上吸风口7流出；(2)部分气流携带打印产生的烟尘向下流动被侧壁阻挡，一些气流随即向上流动至上吸风口7流出，另外一些气流向上流动被上挡板9阻挡，最后从上吸风口7流出；3.部分气流携带打印产生的烟尘向下流动被下挡板11阻挡后，接着流动至被侧壁阻挡，一些气流随即向上流动至上吸风口7流出，另外一些气流向上流动被上挡板9阻挡，最后从上吸风口7流出。

由下吹风口6流通进入打印腔体1的气流主要分为以下三个大方向：(1)部分气流携带打印产生的烟尘及残渣由下吸风口8流出；(2)部分气流携带打印产生的烟尘及残渣向上流动被下挡板11阻挡，随即向下流动至下吸风口8流出；(3)部分气流携带打印产生的烟尘及残渣经过下挡板11边缘向上流动至上吸风口7流出。

由此，通过设置上挡板9、风刀10、下挡板11，从而能够有效地带走打印产生的炉渣与烟尘，保障了打印过程的清洁度，并且能够切断打印腔体1内部的涡流产生，从而提高了打印精度。

进一步地，上挡板9与上吸风口7之间的垂直距离小于固定在打印腔体1顶端中心的振镜2与上吸风口7之间的垂直距离。如图1所示，该设置能够有效地阻止了上吸风口7周围的气流回流至振镜2下方，能够防止在该区域形成涡流，从而影响打印精度；同时也避免了气流携带的烟尘对振镜2造成污染。

进一步地，下吹风口6上下端分别固定有上吹风挡板14与下吹风挡板12，下吹风挡板12位于设置在打印腔体1底部的打印平台3上方。下吹风挡板12固定在下吹风口6底端且位于设置在打印腔体1底部的打印平台3上方。该设置使得由下吹风口6流入的气流沿着下吹风挡板12上方流动，从而避免了吹走需打印的金属粉末，减少了外在因素对打印影响，从而降低了生产成本。

进一步地，上挡板9、风刀10与下挡板11均为316L不锈钢制件，提升了使用寿命。

进一步地，上吹风挡板14与下吹风挡板12均为316L不锈钢制件，提升了使用寿命。

本发明第二实施例还提供了一种金属3D打印机，包括打印腔体1与上述任一项实施例所述的金属3D打印机的改进型风场结构。

其中，打印腔体1顶部中心固定有振镜2，打印腔体1底部为打印平台3，打印平台3中心设置有打印基板4。

进一步地，打印平台3靠近下吸风口6的一端向内开设有炉渣大颗粒沉积槽13。由于气流强度的减弱，在下吸风口6附近会积聚打印过程中的金属残渣。如图1所示，通过设置炉渣大颗粒沉积槽13能够积聚金属残渣，方便了打印结束后的清洁工作。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种金属3D打印机的改进型风场结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的金属3D打印机的改进型风场结构，其特征在于，所述上挡板与所述上吸风口之间的垂直距离小于固定在所述打印腔体顶端中心的振镜与所述上吸风口之间的垂直距离。

3.根据权利要求1所述的金属3D打印机的改进型风场结构，其特征在于，所述下吹风口上下端分别固定有上吹风挡板与下吹风挡板，所述下吹风挡板位于设置在所述打印腔体底部的打印平台上方。

4.根据权利要求1所述的金属3D打印机的改进型风场结构，其特征在于，所述上挡板、所述风刀与所述下挡板均为316L不锈钢制件。

5.根据权利要求3所述的金属3D打印机的改进型风场结构，其特征在于，所述上吹风挡板与所述下吹风挡板均为316L不锈钢制件。

6.一种金属3D打印机，其特征在于，包括：

权利要求1-5任一项所述的金属3D打印机的改进型风场结构。

7.根据权利要求6所述的一种金属3D打印机，其特征在于，所述打印平台靠近所述下吸风口的一端向内开设有炉渣大颗粒沉积槽。