CN115365512A - 一种分段可调式均衡负压均匀吸风机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分段可调式均衡负压均匀吸风机构，其包括有出风法兰和吸风法兰，出风法兰上开设有出风口，吸风法兰上开设有狭长的吸风口，出风口的开口面积小于吸风口的开口面积，吸风法兰与出风法兰之间连接有过渡腔体，过渡腔体的两个相对内壁之间形成有多个并排设置的分压器，分压器的横截面为棱形，分压器的尖端部朝向吸风口，相邻两个分压器之间形成有通风间隙。本发明将吸风口总宽度上的负压差转变为各分段两分压器之间的负压差，进而将总宽度L内风速最大值和最小值的波动转变为小尺寸分段L1内的波动，由此提高打印幅面内的风场均匀性，进而提高激光熔融金属3D打印设备的成型质量。
Description
技术领域
本发明涉及激光熔融金属3D打印设备的吸风装置，尤其涉及一种分段可调式均衡负压均匀吸风机构。
背景技术
当前，选择性激光熔融金属3D打印(SLM)成型过程中会产生大量烟尘。烟尘阻挡上方照射的激光，降低粉床区域激光能量，粉末不能按照预期熔融。同时，烟尘会附着在光学镜片表面，吸收激光能量，导致光学镜片升温，造成不必要损坏。大颗粒烟尘掉落到粉床表面后，与成型工件粘结并形成突起，成为工件内部空隙的主要原因，这些突起同时使下一层铺粉产生波浪横纹，造成缺陷累加、蔓延，或者损坏刮刀，需要设备停机开仓以及更换刮刀。如果处理不当，在重新打印时，拼接处会形成大面积缺陷。由此可见，现有3D打印设备中的烟尘对打印成型质量有极大的影响，如果没有合理的吸风结构设计，局部区域内烟尘颗粒不能有效吸走，严重的情况下，局部区域内可以形成涡流，进而影响产品成型质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种能提高打印幅面内的风场均匀性，进而提高3D打印成型质量的分段可调式均衡负压均匀吸风机构。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。
一种分段可调式均衡负压均匀吸风机构，其包括有出风法兰和吸风法兰，所述出风法兰上开设有出风口，所述吸风法兰上开设有狭长的吸风口，所述出风口的开口面积小于所述吸风口的开口面积，所述吸风法兰与所述出风法兰之间连接有过渡腔体，所述过渡腔体的两个相对内壁之间形成有多个并排设置的分压器，所述分压器的横截面为棱形，所述分压器的尖端部朝向所述吸风口，相邻两个分压器之间形成有通风间隙。
优选地，多个分压器均靠近所述吸风口。
优选地，所述过渡腔体呈扁平状。
优选地，所述过渡腔体的宽度由所述吸风口向所述出风口方向逐渐减小。
优选地，多个分压器的尺寸不同，多个分压器的尺寸由所述吸风口的中间位置向两侧依次减小。
优选地，所述出风法兰为圆形法兰，所述吸风法兰为长方形法兰。
优选地，所述吸风口的宽度L为700mm，所述过渡腔体的前后长度H为400mm。
本发明公开的分段可调式均衡负压均匀吸风机构中，通过在所述过渡腔体的两个相对内壁之间设置多个并排分布的分压器，可实现对所述吸风口吸入气流的分段调整，使所述吸风口宽度方向上的各处负压值趋于均衡，将所述吸风口总宽度上的负压差转变为各分段两分压器之间的负压差，进而将总宽度L内风速最大值和最小值的波动转变为小尺寸分段L1内的波动，由此提高打印幅面内的风场均匀性，进而提高激光熔融金属3D打印设备的成型质量。
附图说明
图1为本发明分段可调式均衡负压均匀吸风机构立体图；
图2为本发明分段可调式均衡负压均匀吸风机构的剖视图；
图3为分压器的结构图；
图4为相邻分压器之间的气流示意图；
图5为现有空心吸风机构的吸气均匀度仿真测试图；
图6为本发明分段可调式均衡负压均匀吸风机构的吸气均匀度仿真测试图；
图7为本发明分段可调式均衡负压均匀吸风机构的气流分布曲线图一；
图8为本发明分段可调式均衡负压均匀吸风机构的气流分布曲线图二。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。
本发明公开了一种分段可调式均衡负压均匀吸风机构，结合图1至图6所示，其包括有出风法兰1和吸风法兰3，所述出风法兰1上开设有出风口5，所述吸风法兰3上开设有狭长的吸风口6，所述出风口5的开口面积小于所述吸风口6的开口面积，所述吸风法兰3与所述出风法兰1之间连接有过渡腔体2，所述过渡腔体2的两个相对内壁之间形成有多个并排设置的分压器4，所述分压器4的横截面为棱形，所述分压器4的尖端部朝向所述吸风口6，相邻两个分压器4之间形成有通风间隙。
上述结构中，通过在所述过渡腔体2的两个相对内壁之间设置多个并排分布的分压器4，可实现对所述吸风口6吸入气流的分段调整，使所述吸风口6宽度方向上的各处负压值趋于均衡，将所述吸风口6总宽度上的负压差转变为各分段两分压器4之间的负压差，进而将总宽度L内风速最大值和最小值的波动转变为小尺寸分段L1内的波动，由此提高打印幅面内的风场均匀性，进而提高激光熔融金属3D打印设备的成型质量。
为了充分发挥均衡气压的作用，在本实施例中，多个分压器4均靠近所述吸风口6。
关于所述过渡腔体2的优选结构，在本实施例中，所述过渡腔体2呈扁平状。
作为一种优选方式，所述过渡腔体2的宽度由所述吸风口6向所述出风口5方向逐渐减小。这种前宽后窄的结构使所述吸风口6内的气压减小，为实现均衡分风提供了结构基础。具体地，气体进入吸风口6并经过分压器后，因流道变窄、流阻增大，分压器上风向和下风向压差增大，气流总量降低，压差和气体流量的大小，通过调整分压器外形尺寸和相邻分压器间距来实现。
在本发明的优选实施例中，请参见图2，吸风口截面长度L设置为700mm，远大于吸风法兰直径D(70mm)，如不做任何干预，吸风口中心线位置前后负压更大，风速更高，吸风口两端负压减小，风速降低。风速沿吸风口宽度L上，呈现类似抛物线分布，中心风速最大，为V1max，两端风速最小，为V1min。
在本实施例中，多个分压器4的尺寸不同，多个分压器4的尺寸由所述吸风口6的中间位置向两侧依次减小。实际应用中，通过调整吸风口6不同位置上分压器的外形尺寸和相邻分压器间距，使整个进风口宽度方向上压力值波动降低到所需要的范围内。
请参见图3和图4，关于分压器主体的设置，把吸风口总宽度L分成多段(本实施例分为10段)，各段宽度L1。同理，在两分压器主体间距宽度L1范围内，中心处压差大，两端压差小，风速呈现抛物线分布，风速最大值为V2max，最小值为V2min。通过调整分压器主体尺寸L3和间距L1，使吸风口总宽度L上的10段风口的前后压差趋于一致，也即各不同段内风速最大值和最小值趋于近似。
为了方便安装，在本实施例中，所述出风法兰1为圆形法兰，所述吸风法兰3为长方形法兰。
作为一种优选尺寸设计，在本实施例中，所述吸风口6的宽度L为700mm，所述过渡腔体2的前后长度H为400mm。
本发明经过实际测试，由图5、图6所示的气压分布图可以得出，本发明通过设置多个分压器4之后的气压分布更加均衡。
请结合图7和图8所示，图7和图8的曲线数据可以看出，采用了本发明的上述手段之后，实现了在吸风口宽度上，风速由最大值/最小值从V1max/V1min到V2max/V2min的均匀性转变，进而实现了风速的均匀化。
以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。
Claims (7)
1.一种分段可调式均衡负压均匀吸风机构，其特征在于，包括有出风法兰(1)和吸风法兰(3)，所述出风法兰(1)上开设有出风口(5)，所述吸风法兰(3)上开设有狭长的吸风口(6)，所述出风口(5)的开口面积小于所述吸风口(6)的开口面积，所述吸风法兰(3)与所述出风法兰(1)之间连接有过渡腔体(2)，所述过渡腔体(2)的两个相对内壁之间形成有多个并排设置的分压器(4)，所述分压器(4)的横截面为棱形，所述分压器(4)的尖端部朝向所述吸风口(6)，相邻两个分压器(4)之间形成有通风间隙。
2.如权利要求1所述的分段可调式均衡负压均匀吸风机构，其特征在于，多个分压器(4)均靠近所述吸风口(6)。
3.如权利要求1所述的分段可调式均衡负压均匀吸风机构，其特征在于，所述过渡腔体(2)呈扁平状。
4.如权利要求3所述的分段可调式均衡负压均匀吸风机构，其特征在于，所述过渡腔体(2)的宽度由所述吸风口(6)向所述出风口(5)方向逐渐减小。
5.如权利要求1所述的分段可调式均衡负压均匀吸风机构，其特征在于，多个分压器(4)的尺寸不同，多个分压器(4)的尺寸由所述吸风口(6)的中间位置向两侧依次减小。
6.如权利要求1所述的分段可调式均衡负压均匀吸风机构，其特征在于，所述出风法兰(1)为圆形法兰，所述吸风法兰(3)为长方形法兰。
7.如权利要求1所述的分段可调式均衡负压均匀吸风机构，其特征在于，所述吸风口(6)的宽度L为700mm，所述过渡腔体(2)的前后长度H为400mm。
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