CN207577420U - 一种便携式惰性气体保护成形舱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式惰性气体保护成形舱，包括：舱体、上罩、成形台、出气板、气流压力分散网、气流管道、进气接口和氧传感器；其中所述上罩和舱体密封连接，成形台紧固设置在舱体底部，所述成形台上表面设置有下陷内腔结构，由上而下依次叠放出气板和气流压力分散网；所述气流管道设置在成形台一侧，成形台内设置有连接下陷内腔结构和气流管道一端的气道，所述气流管道的另一端穿过舱体密封连接于进气接口；所述氧传感器设置在舱体的中部。本装置操作简单，使用方便，使用成本低，在达到有效保护效果的同时能够大大降低设备的使用成本。

Description

一种便携式惰性气体保护成形舱

技术领域

本实用新型属于激光金属沉积增材制造(3D打印)技术领域，具体涉及一种便携式惰性气体保护成形舱。

背景技术

激光金属沉积增材制造(3D打印)技术以数字模型文件为基础，应用大能量激光束熔化同步送给的金属粉末材料，逐层堆积打印制备金属结构件。该技术把复杂的三维制造转化为一系列二维制造的叠加，因而可以在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件，极大地提高了生产效率和制造柔性，在航空航天、生物医疗、机械制造等领域有着广泛的应用前景。

激光金属沉积增材制造技术具有以下特点：(1)成形效率高，单层成形厚度可达1mm 以上，每小时成形体积可大150-300cm³。(2)成形规格大，可根据成形零件尺寸规格进行相关设备的扩展，可用于大型结构件的快速成形制造。(3)适用材料广泛，常规铁基材料、镍基材料结构件在空气环境下即可成形制造，钛合金、铝合金等材料构件辅以惰性气体保护条件亦可打印制造。(4)应用领域广泛，除可用于金属构件的打印制造之外，也可应用于零件表面的耐磨层、耐蚀层、耐高温层制备等表面改性，或者受损零部件的修复再制造。

通常情况下，整个激光金属沉积增材制造系统包括：激光器系统、金属3D打印硬件平台、惰性气体保护系统、激光加工过程监测系统及软件处理系统等。其中，惰性气体保护系统通常为一密闭的成形腔，工作时里面充满诸如氩气的惰性气体，用以对成形过程提供有效的惰性气体保护，对于钛合金、铝合金等氧化性较强的金属材料打印制造或修复再制造具有决定性作用。现有条件下，激光金属沉积增材制造所采用的密闭成形腔一般为固定结构，其密闭成形腔的尺寸完全决定了一台激光金属沉积增材制造设备的成形规格，即使在成形零件规格较小时仍需完成整个成形腔的充气、洗气，使用成本较高，且整个准备周期通常在十个小时以上。所以一种能够兼顾成形件尺寸规格、使用方法简单的便携式惰性气体保护成形舱，对激光金属沉积增材制造装备提升工作效率、降低使用成本具有重要的实际意义。

实用新型内容

本实用新型目的是针对现有技术的缺陷，提供一种兼顾成形件尺寸规格、使用成本低、操作简便的便携式惰性气体保护成形舱。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种便携式惰性气体保护成形舱，包括：舱体、上罩、成形台、出气板、气流压力分散网、气流管道、进气接口和氧传感器；

其中所述上罩和舱体密封连接，成形台紧固设置在舱体底部，所述成形台上表面设置有下陷内腔结构，由上而下依次叠放出气板和气流压力分散网；所述气流管道设置在成形台一侧，成形台内设置有连接下陷内腔结构和气流管道一端的气道，所述气流管道的另一端穿过舱体密封连接于进气接口；所述氧传感器设置在舱体的中部。

进一步的，上罩的顶部设置有打印头伸入口。

进一步的，成形台包括联接法兰、立柱和成形基座，所述立柱两端分别连接成形基座和联接法兰，通过联接法兰将成形台固定在舱体的底部，所述下陷内腔结构设置在成形基座上表面。

进一步的，设置在成形台内的气道包括联接法兰内部设置的横向气流通道和立柱内设置的立向气流通道，所述横向气流通道和立向气流通道相互连通。

进一步的，氧传感器通过密封穿过舱体的传感器接口连通舱体。

进一步的，气流压力分散网采用金属纤维材料压制而成。

进一步的，出气板上设置有均匀阵列分布的出气孔。

进一步的，上罩采用透明塑料材料制作，上罩底部通过密封胶与舱体连接。

通过本实用新型的上述技术方案，具有以下有益效果：

(1)相较传统激光金属沉积增材制造系统，本装置操作简单，使用方便，使用成本低，在达到有效保护效果的同时能够大大降低设备的使用成本。

(2)相较其他简易惰性气体保护装置，本装置通过设置阵列的出气孔和气流压力分散网，可有效的保证输入舱内气流的稳定和平稳性，大大降低保护气体流动对打印过程中金属熔池的影响。

附图说明

图1是实施例便携式惰性气体保护成形舱一实施例的结构示意图。

图2是实施例装置中成形台、出气板、气流压力分散网等组合部件的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

图1所述为本实用新型的整体结构示意图，图2所示为本实用新型中成形台、出气板、气流压力分散网等组合部件的剖视图。参照图1和图2，一种便携式惰性气体保护成形舱，包括舱体1，与舱体1密封联接的上罩2，密封联接方式可以通过密封胶实现，上罩2由透明塑料薄膜材料制作，上罩2顶部开有打印头伸入口21，用于与打印头密封联接，透明材料方便操作者对打印过程的实时观测。

成形台3紧固联接于舱体1的底部，紧固联接方式可以是螺纹联接也可以是焊接联接。成形台3由三块结构组成，联接法兰31、立柱32、成形基座33，联接法兰31开有横向气流通道34，立柱32开有立向气流通道35，底部开有横向气流通道。横向气流通道34和立向气流通道35相互联通。成形基座33开有下陷内腔结构，用于放置气流压力分散网4和出气板 5。气流压力分散网4由金属纤维材料压制而成，出气板5开有阵列的出气孔51，气流压力分散网4放置于出气板5之下，共同实现输入舱体内保护气流的稳定和平稳。

横向气流通道34密封联接气流管道6的一端，气流管道6另一端通过舱体1密封联接于进气接口7。气流管道6由金属管材制作，进气接口7选用工业标准快插接口，密封联接可通过螺纹联接再加密封胶带的方式实现。

在舱体1中部布置氧传感器8，氧传感器8通过舱体1密封联接于传感器接口9，用于实时检测并反馈舱体内部氧含量水平。

下面以某小型模具壳体的3D打印制造为例，说明本实用新型的具体使用过程。首先将打印基板放置于成形台3的中部，上罩2与舱体1密封联接，打印头通过上罩2顶部打印头伸入口21进入成形舱，上罩2与打印头密封联接，保护气瓶或气罐通过输气管接于进气接口 7，至此实现整个舱体的密闭工作。其次，打开气瓶或气罐阀门，选择合适气体流量(如10L/min) 和压力(如0.5MPa)，将保护气体逐步送入成形舱内，经过一定时间(如30分钟左右)的充气，舱内的氧含量即可降低到可打印标准含量(如50ppm，该数值可通过传感器8获知)以下，至此实现整个舱体内部保护气体的充气、洗气全部准备工作。接下来即可按照事先编定的加工程序操作打印系统完成整个零件的打印加工过程。打印完毕后，切断气源，打开上罩 2，即可取出打印工件。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式的限制。凡是依据本实用新型的技术和方法实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术和方法方案的范围内。

Claims (8)

1.一种便携式惰性气体保护成形舱，其特征在于包括：舱体、上罩、成形台、出气板、气流压力分散网、气流管道、进气接口和氧传感器；

其中所述上罩和舱体密封连接，成形台紧固设置在舱体底部，所述成形台上表面设置有下陷内腔结构，由上而下依次叠放出气板和气流压力分散网；所述气流管道设置在成形台一侧，成形台内设置有连接下陷内腔结构和气流管道一端的气道，所述气流管道的另一端穿过舱体密封连接于进气接口；所述氧传感器设置在舱体的中部。

2.根据权利要求1所述的便携式惰性气体保护成形舱，其特征在于：所述上罩的顶部设置有打印头伸入口。

3.根据权利要求1所述的便携式惰性气体保护成形舱，其特征在于：所述成形台包括联接法兰、立柱和成形基座，所述立柱两端分别连接成形基座和联接法兰，通过联接法兰将成形台固定在舱体的底部，所述下陷内腔结构设置在成形基座上表面。

4.根据权利要求3所述的便携式惰性气体保护成形舱，其特征在于：所述设置在成形台内的气道包括联接法兰内部设置的横向气流通道和立柱内设置的立向气流通道，所述横向气流通道和立向气流通道相互连通。

5.根据权利要求1所述的便携式惰性气体保护成形舱，其特征在于：所述氧传感器通过密封穿过舱体的传感器接口连通舱体。

6.根据权利要求1所述的便携式惰性气体保护成形舱，其特征在于：所述气流压力分散网采用金属纤维材料压制而成。

7.根据权利要求1所述的便携式惰性气体保护成形舱，其特征在于：所述出气板上设置有均匀阵列分布的出气孔。

8.根据权利要求1所述的便携式惰性气体保护成形舱，其特征在于：所述上罩采用透明塑料材料制作，上罩底部通过密封胶与舱体连接。