CN115815633A - 激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统及调风方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及增材制造技术领域，具体而言涉及激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统及调风方法，包括风机循环净化装置、均风进风盒、均风吸风盒，所述均风进风盒排风口与所述均风吸风盒吸风口之间的气流在所述铺粉成形区域的上方形成风场，所述吸风口内安装有用于检测所述风场风速的第二风速探头；本发明在铺粉设备的进风侧设置能调整进入风场内气流量的出风口调节装置，使风场的高度、风场与铺粉成形区域之间的间距以及风场的风速被改变，以适应不同重量的金属粉末在打印过程中对风场的需求，合理的风场将激光扫描粉床过程中的烟尘及熔池飞溅带走，防止落在成型粉床上，提高金属粉末打印成型后的精度。

Description

激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统及调风方法

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，具体而言涉及激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统及调风方法。

背景技术

激光选区熔化技术(SLM)是金属增材制造的一种方法。在加工的过程中，激光器发出激光，经过光学系统处理后照射到加工平面上，在控制系统的控制下，激光按照系统的STL文件所计算的轮廓曲线，对金属粉末铺成的粉床进行扫描烧结，使金属粉末熔化成型最终形成零件。

由于SLM铺粉设备成型腔室是在密闭环境下，在激光扫描烧结的过程中，激光照射的金属粉末很容易在高温条件产生烟尘及熔池飞溅，烟尘上扬对照射下来的激光会造成干扰，减弱激光强度，影响打印零件成型质量。同时、熔池飞溅的残渣掉落在粉床上，对下层粉末激光扫描造成二次烧结，影响成型精度，因此在激光打印区域拥有稳定的风场对打印精度至关重要。

虽然目前为了稳定风场风速，循环风管路中会配置风速调节系统(如下专利文献1)，但其只针对风场的风速大小进行调整，缺乏对风场距离粉床高度的调整，申请人发现同一台SLM铺粉设备会根据实际需求应用不同金属粉末烧结，由于不同的金属粉末存在密度差异，导致风场的风速及高度相同的情况下，较轻的粉末会随着烟尘及飞溅一同吹到走，造成粉末床上的粉末短缺，零件成形出现缺陷，同时加快过滤系统滤芯的堵塞，因此需要根据不同粉末自动调节对应风场的高度。

现有技术文献：

专利文献1CN109285437A一种可视化3D打印装备循环过滤系统模拟装置及方法

发明内容

根据本发明目的的第一方面，提出一种激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，包括：

风机循环净化装置，包括过滤模块和循环风机，所述过滤模块的输入侧连接吸风管路，且所述循环风机的输出端连接送风管路；

两个第一风速探头，分别安装在所述吸风管路和送风管路上，用于检测进入所述风机循环净化装置的风速以及从所述风机循环净化装置排出的风速；

均风进风盒，被设置与所述送风管路的输出端连接，并固定于工作台顶部铺粉成形区域的进风侧，所述均风进风盒靠近所述铺粉成形区域的一侧设置排风口，且所述均风进风盒的内部设有进风均风板，能使进入所述均风进风盒的气流均匀的从排风口排出；

均风吸风盒，被设置与所述吸风管路的输入端连接，并固定于工作台顶部铺粉成形区域的出风侧，所述均风吸风盒靠近所述铺粉成形区域的一侧设置吸风口，且所述均风吸风盒的内部设有吸风均风板，能使进入所述均风吸风盒的气流均匀的从所述吸风管路排出；

其中，所述均风进风盒的排风口与所述均风吸风盒的吸风口对称分布在所述铺粉成形区域的两侧，且所述排风口与吸风口之间的气流在所述铺粉成形区域的上方形成风场，所述吸风口内安装有用于检测所述风场风速的第二风速探头，所述排风口外侧设有能调整进入所述风场内气流量的出风口调节装置，使所述风场的高度、所述风场与铺粉成形区域之间的间距以及所述风场的风速被改变。

优选的，所述出风口调节装置被设置成能调整所述排风口排出气流的高度，使进入所述风场内的气流量被改变。

优选的，所述出风口调节装置包括导风板，所述导风板能沿一轴线翻转，所述轴线平行于所述铺粉成形区域靠近所述均风进风盒一侧边所在的直线，所导风板被设置为：

向上翻转时，所述排风口气流进入所述风场内有效的气流量减小；

向下翻转时，所述排风口气流进入所述风场内有效的气流量增加。

优选的，所述导风板的转轴被设置在所述工作台的平面内，且所述导风板的翻转角度在0°～90°，使所述导风板向上翻转时，所述排风口气流进入所述风场内有效的气流量减小，且距离所述铺粉成形区域的间距增大；所述导风板向下翻转时，所述排风口气流进入所述风场内有效的气流量增加，且距离所述铺粉成形区域的间距减小。

优选的，所述导风板的截面被设置呈平面或弧面。

优选的，所述出风口调节装置还包括固定设置在所述工作台上用于驱动所述导风板翻转的驱动电机，所述工作台上对应所述铺粉成形区域的进风口一侧开设有安装槽，所述安装槽的两端均固定安装转轴安装座，所述导风板转动安装在两个所述转轴安装座之间，且靠近所述驱动电机一端的轴上固定安装传动齿轮，所述驱动电机的输出轴与所述传动齿轮之间安装传动带，用于驱动所述导风板翻转。

优选的，所述排风口被设置呈矩形，相应的所述吸风口被设置呈与所述排风口截面相同的矩形，所述排风口的宽度大于所述铺粉成形区域的宽度，所述风场的高度小于等于所述吸风口的高度，所述导风板的翻转的高度小于等于所述吸风口的高度。

优选的，所述第二风速探头沿所述均风吸风盒宽度方向均匀的设置两个以上，且所述第二风速探头的检测端位于所述风场高度方向的中部。

优选的，所述均风进风盒内沿气流流动方向依次设置进风盒第一均风板和进风盒第二均风板，所述进风盒第一均风板被设置呈能将气流块宽度方向等分，所述进风盒第二均风板被设置呈能将气流从排风口水平排出，所述进风盒第一均风板和进风盒第二均风板的数量及分布位置均通过流体软件分析计算得出。

优选的，所述均风吸风盒内沿气流流动方向依次设置吸风盒第一均风板和吸风盒第二均风板，所述吸风盒第一均风板被设置呈能将气流从吸风口水平吸入，所述吸风盒第二均风板被设置呈能将气流块宽度方向等分，所述吸风盒第一均风板和吸风盒第二均风板的数量及分布位置均通过流体软件分析计算得出。

本发明第二方面提出一种技术方案，一种激光选区熔化铺粉设备风场自动调风方法，包括以下步骤：

步骤1、打印设备启动，根据所打印粉末确定循环风机工作的频率，并输入风场所需的风速值V1，同时预设风速差值范围；

步骤2、根据第一风速探头检测的风速值判断循环风机的频率是否稳定，并根据第二风速探头检测的风速值V2判断所述风场的风速大小以及风速是否稳定；

步骤3、待所述风场风速稳定后，系统将风速值V1与风速值V2比较，得出比较结果：

3.1)、当风速值V1与风速值V2的差值在预设范围内时，执行步骤4；

3.2)、当风速值V1与风速值V2的差值在预设范围外时，控制导风板的翻转一定角度，然后执行步骤2。

与现有技术相比，本发明的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统及调风方法的显著优点在于：

本发明提出的-激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统及调风方法，在铺粉设备的进风侧设置能调整进入风场内气流量的出风口调节装置，使风场的高度、风场与铺粉成形区域之间的间距以及风场的风速被改变，以适应不同重量的金属粉末在打印过程中对风场的需求，合理的风场将激光扫描粉床过程中的烟尘及熔池飞溅带走，防止落在成型粉床上，提高金属粉末打印成型后的精度。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统的结构示意图；

图2是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统中出风口调节装置的安装结构示意图；

图3是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统中出风口调节装置的传动结构示意图；

图4a是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统中铺粉成形区域、风场及导风板下降状态的工作情况的竖直截面结构示意图；

图4b是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统中铺粉成形区域、风场及导风板升起状态的工作情况的竖直截面结构示意图；

图5是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统中均风进风盒的立体结构示意图；

图6是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统中均风进风盒的水平截面结构示意图；

图7是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统中均风进风盒的竖直截面结构示意图；

图8是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统中均风吸风盒的立体结构示意图；

图9是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统中均风吸风盒的水平截面结构示意图；

图10是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统中均风吸风盒的竖直截面结构示意图；

图11是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统中均风吸风盒进风口侧的正视结构示意图；

图12是本发明实施例所示激光选区熔化铺粉设备风场自动调风方法的控制流程示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

由于同一台SLM铺粉设备会根据实际需求，应用不同金属粉末烧结，金属粉末的不同，密度就会存在差异。因此，同样风速对于粉末A适用，但可能将粉末床上的粉末B随烟尘及飞溅一同吹到走，造成粉末床上的粉末短缺，零件成形出现缺陷，同时加快过滤系统滤芯的堵塞，此时需要根据不同粉末自动调节对应风场。

【激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统】

本发明第一方面提出一种技术方案，一种激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，能够在铺粉设备打印过程中增加一种自动调节的均匀风场，被机械结构调节过的风场从出风口吹出，并且能自动调节出风角度，自动调节风机频率改变风速大小，合理的风场将激光扫描粉床过程中的烟尘及熔池飞溅带走，防止落在成型粉床上。

该系统主要包括：风机循环净化装置5、吸风管路4、送风管路6、均风进风盒2、均风吸风盒3和出风口调节装置8。

风机循环净化装置

如图1所示，风机循环净化装置5包括过滤模块和循环风机，过滤模块的输入侧连接吸风管路4，且循环风机的输出端连接送风管路6。

在具体的实施例中，风机循环净化装置5采用目前成熟的净化系统，过滤模块包含旋风分离器、中级过滤器以及终级过滤器，循环风机能够驱动气流循环流动，过滤模块能将风场111里带出来的烟尘及熔池飞溅的颗粒通过净化系统过滤，再将洁净的气体重新输送到激光选区熔化铺粉设备的成型腔室内。

进一步的，在吸风管路4和送风管路6上均安装有第一风速探头7，两个第一风速探头7分别用于检测进入风机循环净化装置5的风速以及从风机循环净化装置5排出的风速。

如此，可以通过两个第一风速探头7的检测值判断循环风机是否以设定频率工作，也可以判断过滤模块的滤芯堵塞是否严重，若长时间工作情况下，风机频率一定，第一风速探头7检测的风速减小，则可能是滤芯堵塞，考虑需要更换滤芯。

并且第一风速探头7的检测数值可以作为风速数据收集分析，给工艺人员提供对于不同粉末，需要对应风循环的风机频率。如此，循环风机频率可以调节风量的大小，风机频率越高风量越大，反之频率越低风量越小。

均风进风盒

如图1和图5所示，均风进风盒2被设置与送风管路6的输出端连接，并固定于工作台1顶部铺粉成形区域11的进风侧，均风进风盒2靠近铺粉成形区域11的一侧设置排风口，且均风进风盒2的内部设有进风均风板，能使进入均风进风盒2的气流均匀的从排风口排出。

进一步的，均风进风盒2内沿气流流动方向依次设置进风盒第一均风板22和进风盒第二均风板21，进风盒第一均风板22被设置呈能将气流块宽度方向等分，进风盒第二均风板21被设置呈能将气流从排风口水平排出，进风盒第一均风板22和进风盒第二均风板21的数量及分布位置均通过流体软件分析计算得出。

具体的，均风进风盒2被设置呈扁平的空心矩形盒结构，在靠近送风管路6的一端设置呈收缩的梯形结构，均风进风盒2整体采用铝合金或塑料材质以3D打印或注塑的方式制成。

进一步的，如图6所示，其内部在靠近送风管路6的一侧设置有以送风管路6出风口为中心呈扇形分布的多个进风盒第一均风板22，进风盒第一均风板22在内部竖直的分布，分隔出多个导风通道，进风盒第一均风板22的数量及分布位置均通过流体软件分析计算得出，使送风管路6送出的气流能够在均风进风盒2宽度方向上均匀分布。

进一步的，其内部在进风盒第一均风板22和排风口之间的部分设置多个分布在上下侧内壁的进风盒第二均风板21，进风盒第二均风板21在气流流动方向前后的交错分布，并且在排风口处被设置为两个相对分布，之间形成狭长的矩形风口，进风盒第二均风板21的数量及分布位置均通过流体软件分析计算得出，使排风口流出的气流能够呈现层流流动，以保证气流的稳定性。

在优选的实施例中，进风盒第一均风板22在气流流动方向包括第一、第二、……N个挡风板，其中，N＝奇数的位于均风进风盒2的顶壁，N＝偶数位于均风进风盒2的底壁，相邻的进风盒第一均风板22间距相同，每个进风盒第一均风板22被设置成与风道宽度相同的条形，面对气流的方向具有弧面，当气流依次流过第一、第二、……N个挡板的弧面后，使排风口的气流层流流动。

如图7所示，在具体的实施例中，进风盒第二均风板21设置有五个，其中四个进风盒第二均风板21在气流流动方向前后的交错分布，并且前后的间距相同，进风盒第二均风板21分别位于均风进风盒2内部的上下壁面，其中，进风盒第二均风板21面对气流的方向被设置呈弧形面，对气流起到导向的作用，进风盒第二均风板21的尖端与均风进风盒2内壁留有1mm左右的间隙，能稳定气流，避免产生湍流，另一个进风盒第二均风板21设置在位于出口处的进风盒第二均风板21的相对位置，留出供气流流出的狭长矩形风口，使排风口流出的气流能够呈现层流流动。

均风吸风盒

如图1和图8所示，均风吸风盒3被设置与吸风管路4的输入端连接，并固定于工作台1顶部铺粉成形区域11的出风侧，均风吸风盒3靠近铺粉成形区域11的一侧设置吸风口，且均风吸风盒3的内部设有吸风均风板，能使进入均风吸风盒3的气流均匀的从吸风管路4排出。

进一步的，均风吸风盒3内沿气流流动方向依次设置吸风盒第一均风板31和吸风盒第二均风板32，吸风盒第一均风板31被设置呈能将气流从吸风口水平吸入，吸风盒第二均风板32被设置呈能将气流块宽度方向等分，吸风盒第一均风板31和吸风盒第二均风板32的数量及分布位置均通过流体软件分析计算得出。

具体的，均风吸风盒3被设置呈扁平的空心矩形盒结构，在靠近吸风管路4的一端设置呈收缩的梯形结构，均风吸风盒3整体采用铝合金或塑料材质以3D打印或注塑的方式制成。

进一步的，如图9所示，其内部在靠近吸风管路4的一侧设置有以吸风管路4进风口为中心呈扇形分布的多个吸风盒第二均风板32，吸风盒第二均风板32在内部竖直的分布，分隔出多个导风通道，吸风盒第二均风板32的数量及分布位置均通过流体软件分析计算得出，使均风吸风盒3内的气流能够均匀的进入吸风管路4内。

如图10和图11所示，其内部在吸风盒第二均风板32和吸风口之间的部分设置两个分布在上下侧内壁的吸风盒第一均风板31，吸风盒第一均风板31面对气流的方向被设置呈弧形面，对气流起到导向的作用，并能稳定气流，避免产生湍流，吸风盒第一均风板31的数量及分布位置均通过流体软件分析计算得出，使气流在吸风口处能够呈现层流流动，以保证气流的稳定性。

进一步的，第二风速探头9沿均风吸风盒3宽度方向均匀的设置两个以上，且第二风速探头9的检测端位于风场111高度方向的中部，第二风速探头9检测的吸风口处风速即是风场111风速，用于向系统反馈。

风场

结合图1和图4所示，均风进风盒2的排风口与均风吸风盒3的吸风口对称分布在铺粉成形区域11的两侧，且排风口与吸风口之间的气流在铺粉成形区域11的上方形成风场111，吸风口内安装有用于检测风场111风速的第二风速探头9，排风口外侧设有能调整进入风场111内气流量的出风口调节装置8，使风场111的高度、风场111与铺粉成形区域11之间的间距以及风场111的风速被改变。

具体的，排风口被设置呈矩形，相应的吸风口被设置呈与排风口截面相同的矩形，排风口的宽度大于铺粉成形区域11的宽度，风场111的高度小于等于吸风口的高度，风场111即是排风口与吸风口之间的气流以层流方式流动形成的近似长方体的区域，其宽度与排风口、吸风口的宽度相等，长度等于排风口、吸风口之间的间距，高度在排风口下限与吸风口上限之间的高度差。

可选的，铺粉成形区域11的尺寸为280mm×280mm-650mm×650mm之间，例如规格1：280mm×280mm；规格2：420mm×420mm；规格3：450mm×450mm；规格4：650mm×650mm；风场111的高度一般设置在10mm～30mm。

出风口调节装置

在进一步的实施例中，出风口调节装置8被设置成能调整排风口排出气流的高度，使进入风场111内的气流量被改变。

具体的，出风口调节装置8包括导风板82，导风板82能沿一轴线翻转，轴线平行于铺粉成形区域11靠近均风进风盒2一侧边所在的直线，导风板82的翻转的高度小于等于吸风口的高度，导风板82被设置为：

如图4b所示，向上翻转时，排风口气流进入风场111内有效的气流量减小，此种情况下排风口的下限高度被向上抬升，此时由排风口排出的气流部分的进入了风场111中，部分的从上方离开风场111，导致风场111内气流量的减少，相应的风速降低，并且增大了风场111距离铺粉成形区域11的间距。

此种调节方式适合铝合金等容易被气流吹起的轻质的金属粉末，风场111高度抬高后距离金属粉末的距离增大，则不容易将粉床上的粉末吹走，同时也能够将激光打印过程中飞溅的残渣及烟尘吹走。

如图4a所示，向下翻转时，排风口气流进入风场111内有效的气流量增加，此种情况下排风口的下限高度被向下移动，最多可移动至与铺粉成形区域11平行，此时由排风口排出的气流部分或全部的进入了风场111中，少部分的气流或无气流从上方离开风场111，如此风场111内气流量的增加，相应的风速增大，并且减小了风场111距离铺粉成形区域11的间距。

此种调节方式适合不锈钢等不容易被气流吹起的重质的金属粉末，能够将激光打印过程中飞溅的残渣及烟尘吹走。

在优选的实施例中，如图4所示，导风板82的转轴被设置在工作台1的平面内，且导风板82的翻转角度在0°～90°，使导风板82向上翻转时，排风口气流进入风场111内有效的气流量减小，且距离铺粉成形区域11的间距增大；导风板82向下翻转时，排风口气流进入风场111内有效的气流量增加，且距离铺粉成形区域11的间距减小。

如此，可以根据打印的金属粉末材料的轻重来调节导风板82的角度，使风场111能够将激光打印过程中飞溅的残渣及烟尘吹走的同时，不会对下方的金属粉末造成影响，依此提高金属打印的精度。

可选的，导风板82的截面被设置呈平面或弧面，如图3所示，导风板82的截面优选为弧面，可以使流经导风板82仍然保持层流流动，避免在导风板82的尾端产生湍流。

结合图2和图3所示，出风口调节装置8还包括固定设置在工作台1上用于驱动导风板82翻转的驱动电机81，驱动电机81采用步进电机，具有更高的精确度，以精准的调节导风板82的翻转角度，工作台1上对应铺粉成形区域11的进风口一侧开设有安装槽101，安装槽101的两端均固定安装转轴安装座83，导风板82转动安装在两个转轴安装座83之间，且靠近驱动电机81一端的轴上固定安装传动齿轮84，驱动电机81的输出轴与传动齿轮84之间安装传动带85，用于驱动导风板82翻转。

结合图12所示，在调风系统中，当第二风速探头9检测的风速大于设定风速后，则由驱动电机81通过传动带85带动传动齿轮84转动，使安装在转轴安装座83上的导风板82向上偏转一定的角度，对风场111内的风量进行调节，降低风场111的风速，并抬高风场111与铺粉成形区域11的间距；

当第二风速探头9检测的风速小于设定风速后，则由驱动电机81通过传动带85带动传动齿轮84转动，使安装在转轴安装座83上的导风板82向下偏转一定的角度，增大进入风场111内的风量，增大风场111的风速至设置范围内，并减小风场111与铺粉成形区域11的间距，使风场111的高度更大，烟尘不容易掉落。

【激光选区熔化铺粉设备风场自动调风方法】

结合图12所示的示例，激光选区熔化铺粉设备风场自动调风方法，包括以下步骤：

步骤1、打印设备启动，根据所打印粉末设定循环风机工作的频率，并输入风场111所需的风速值V1，同时预设风速差值范围；

在步骤1中，风机循环净化装置5输入端和输出端均设置第一风速探头7，第一风速探头7的检测数值可以作为风速数据收集分析，给工艺人员提供对于不同粉末，需要对应风循环的风机频率；

步骤2、根据第一风速探头7检测的风速值判断循环风机的频率是否稳定，并根据第二风速探头9检测的风速值V2判断风场111的风速大小以及风速是否稳定；

在步骤2中，第一风速探头7也可以判断过滤模块的滤芯堵塞是否严重，若长时间工作情况下，风机频率一定，第一风速探头7检测的风速减小，则可能是滤芯堵塞，考虑需要更换滤芯；

步骤3、待风场111风速稳定后，系统将风速值V1与风速值V2比较，得出比较结果：

3.1)、当风速值V1与风速值V2的差值在预设范围内时，执行步骤4；

3.2)、当风速值V1与风速值V2的差值在预设范围外时，控制导风板82的翻转角度，然后执行步骤2。

其中，在步骤3.2)中，当风速值V1大于风速值V2，则系统控制导风板82向下翻转，排风口气流进入风场111内有效的气流量增加，此种情况下排风口的下限高度被向下移动，最多可移动至与铺粉成形区域11平行，此时由排风口排出的气流部分或全部的进入了风场111中，少部分的气流或无气流从上方离开风场111，如此风场111内气流量的增加，相应的风速增大，并且减小了风场111距离铺粉成形区域11的间距。

当风速值V1小于风速值V2，则系统控制导风板82向上翻转，排风口气流进入风场111内有效的气流量减小，此种情况下排风口的下限高度被向上抬升，此时由排风口排出的气流部分的进入了风场111中，部分的从上方离开风场111，导致风场111内气流量的减少，相应的风速降低，并且增大了风场111距离铺粉成形区域11的间距。

然后，基于调节的风场，打印设备正常运行，直至完成打印工艺程序。

结合以上实施例，本发明在铺粉设备的进风侧设置能调整进入风场111内气流量的出风口调节装置8，使风场111的高度、风场111与铺粉成形区域11之间的间距以及风场111的风速被改变，以适应不同重量的金属粉末在打印过程中对风场111的需求，合理的风场111将激光扫描粉床过程中的烟尘及熔池飞溅带走，防止落在成型粉床上，提高金属粉末打印成型后的精度。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，其特征在于，包括：

风机循环净化装置(5)，包括过滤模块和循环风机，所述过滤模块的输入侧连接吸风管路(4)，且所述循环风机的输出端连接送风管路(6)；

两个第一风速探头(7)，分别安装在所述吸风管路(4)和送风管路(6)上，用于检测进入所述风机循环净化装置(5)的风速以及从所述风机循环净化装置(5)排出的风速；

均风进风盒(2)，被设置与所述送风管路(6)的输出端连接，并固定于工作台(1)顶部铺粉成形区域(11)的进风侧，所述均风进风盒(2)靠近所述铺粉成形区域(11)的一侧设置排风口，且所述均风进风盒(2)的内部设有进风均风板，能使进入所述均风进风盒(2)的气流均匀的从排风口排出；

均风吸风盒(3)，被设置与所述吸风管路(4)的输入端连接，并固定于工作台(1)顶部铺粉成形区域(11)的出风侧，所述均风吸风盒(3)靠近所述铺粉成形区域(11)的一侧设置吸风口，且所述均风吸风盒(3)的内部设有吸风均风板，能使进入所述均风吸风盒(3)的气流均匀的从所述吸风管路(4)排出；

其中，所述均风进风盒(2)的排风口与所述均风吸风盒(3)的吸风口对称分布在所述铺粉成形区域(11)的两侧，且所述排风口与吸风口之间的气流在所述铺粉成形区域(11)的上方形成风场(111)，所述吸风口内安装有用于检测所述风场(111)风速的第二风速探头(9)，所述排风口外侧设有能调整进入所述风场(111)内气流量的出风口调节装置(8)，使所述风场(111)的高度、所述风场(111)与铺粉成形区域(11)之间的间距以及所述风场(111)的风速被改变。

2.根据权利要求1所述的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，其特征在于，所述出风口调节装置(8)被设置成能调整所述排风口排出气流的高度，使进入所述风场(111)内的气流量被改变。

3.根据权利要求1所述的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，其特征在于，所述出风口调节装置(8)包括导风板(82)，所述导风板(82)能沿一轴线翻转，所述轴线平行于所述铺粉成形区域(11)靠近所述均风进风盒(2)一侧边所在的直线，所导风板(82)被设置为：

向上翻转时，所述排风口气流进入所述风场(111)内有效的气流量减小；

向下翻转时，所述排风口气流进入所述风场(111)内有效的气流量增加。

4.根据权利要求3所述的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，其特征在于，所述导风板(82)的转轴被设置在所述工作台(1)的平面内，且所述导风板(82)的翻转角度在0°～90°，使所述导风板(82)向上翻转时，所述排风口气流进入所述风场(111)内有效的气流量减小，且距离所述铺粉成形区域(11)的间距增大；所述导风板(82)向下翻转时，所述排风口气流进入所述风场(111)内有效的气流量增加，且距离所述铺粉成形区域(11)的间距减小。

5.根据权利要求3所述的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，其特征在于，所述导风板(82)的截面被设置呈平面或弧面。

6.根据权利要求3所述的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，其特征在于，所述出风口调节装置(8)还包括固定设置在所述工作台(1)上用于驱动所述导风板(82)翻转的驱动电机(81)，所述工作台(1)上对应所述铺粉成形区域(11)的进风口一侧开设有安装槽(101)，所述安装槽(101)的两端均固定安装转轴安装座(83)，所述导风板(82)转动安装在两个所述转轴安装座(83)之间，且靠近所述驱动电机(81)一端的轴上固定安装传动齿轮(84)，所述驱动电机(81)的输出轴与所述传动齿轮(84)之间安装传动带(85)，用于驱动所述导风板(82)翻转。

7.根据权利要求3-6中任意一项所述的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，其特征在于，所述排风口被设置呈矩形，相应的所述吸风口被设置呈与所述排风口截面相同的矩形，所述排风口的宽度大于所述铺粉成形区域(11)的宽度，所述风场(111)的高度小于等于所述吸风口的高度，所述导风板(82)的翻转的高度小于等于所述吸风口的高度。

8.根据权利要求1所述的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，其特征在于，所述第二风速探头(9)沿所述均风吸风盒(3)宽度方向均匀的设置两个以上，且所述第二风速探头(9)的检测端位于所述风场(111)高度方向的中部。

9.根据权利要求1所述的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，其特征在于，所述均风进风盒(2)内沿气流流动方向依次设置进风盒第一均风板(22)和进风盒第二均风板(21)，所述进风盒第一均风板(22)被设置呈能将气流块宽度方向等分，所述进风盒第二均风板(21)被设置呈能将气流从排风口水平排出，所述进风盒第一均风板(22)和进风盒第二均风板(21)的数量及分布位置均通过流体软件分析计算得出。

10.根据权利要求1所述的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统，其特征在于，所述均风吸风盒(3)内沿气流流动方向依次设置吸风盒第一均风板(31)和吸风盒第二均风板(32)，所述吸风盒第一均风板(31)被设置呈能将气流从吸风口水平吸入，所述吸风盒第二均风板(32)被设置呈能将气流块宽度方向等分，所述吸风盒第一均风板(31)和吸风盒第二均风板(32)的数量及分布位置均通过流体软件分析计算得出。

11.一种基于权利要求1-10中的任意一项所述的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、打印设备启动，根据所打印粉末确定循环风机工作的频率，并输入风场(111)所需的风速值V1，同时预设风速差值范围；

步骤2、根据第一风速探头(7)检测的风速值判断循环风机的频率是否稳定，并根据第二风速探头(9)检测的风速值V2判断所述风场(111)的风速大小以及风速是否稳定；

步骤3、待所述风场(111)风速稳定后，系统将风速值V1与风速值V2比较，得出比较结果：

3.1)、当风速值V1与风速值V2的差值在预设范围内时，执行步骤4；

3.2)、当风速值V1与风速值V2的差值在预设范围外时，控制导风板(82)的翻转角度，然后执行步骤2。

12.根据权利要求11所述的激光选区熔化铺粉设备风场自动调风方法，其特征在于：

当风速值V1大于风速值V2，则系统控制所述导风板(82)向下翻转，排风口气流进入所述风场(111)内有效的气流量增加，此种情况下排风口的下限高度被向下移动，最多可移动至与所述铺粉成形区域(11)平行，此时由排风口排出的气流部分或全部的进入了所述风场(111)中，少部分的气流或无气流从上方离开所述风场(111)，导致所述风场(111)内气流量的增加，相应的风速增大，并且减小所述风场(111)距离所述铺粉成形区域(11)的间距；

当风速值V1小于风速值V2，则系统控制所述导风板(82)向上翻转，排风口气流进入所述风场(111)内有效的气流量减小，此种情况下排风口的下限高度被向上抬升，此时由排风口排出的气流部分的进入了所述风场(111)中，部分的从上方离开所述风场(111)，导致所述风场(111)内气流量的减少，相应的风速降低，并且增大了所述风场(111)距离铺粉成形区域(11)的间距。

Images