CN208680531U - 一种增材制造设备的气氛压力控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种增材制造设备的气氛压力控制系统，设在仓体顶部，包括光路系统、出气接头、安全排气阀、微动气压计和电磁阀，所述的出气接头成对的均匀的排布在仓体的顶板上，出气接头通过气管与电磁阀连通，在出气接头和电磁阀之间设置一个微动气压计，由出气接头、电磁阀和微动气压计为一调节组成组设置，根据出气接头的数量确定调节组的数量。为了得到更好的加工质量，仓内气氛的气压通常控制在0‑5kpa之间。本实用新型可使得整个打印过程中的气氛压力控制在设定值P，即使设备内部故障，导致仓内压力骤升，也能快速降低仓压，并及时报警。

Description

一种增材制造设备的气氛压力控制系统

技术领域

本实用新型属于增材制造领域，具体涉及一种增材制造设备的气氛压力控制系统，属加工仓压力控制装置。

背景技术

增材制造技术是以三维数据模型为输入，以金属、陶瓷和塑料等为原材料，以专业的制造设备逐层制造并层层堆积制造零件的技术。区别于传统的做减法的材料去除技术，增材制造技术是一种做加法的的材料累加制造技术。

选区激光融化技术是增材制造技术之一，近年来发展非常迅速，应用日益增多。选区激光融化技术是采用精细激光聚焦光束快速熔化预置的金属粉末材料，几乎可以直接获得任意形状以及具有完全冶金结合的功能零件。在选区激光融化成形过程中，金属粉末预先铺平在成形升降缸内，烧结完后逐层下降后重新铺粉。打印过程中，加工仓内填充惰性气体，是一种微正压状态，通常在0-5kpa之间。根据不同材料、不同的打印工艺，微正压的压力值根据测试确定，一旦压力值确定下来，需要将气氛的压力值控制稳定，整个打印过程中压力的上下浮动尽量小，以确保整个打印样件的工艺参数稳定。如果设备内部故障，导致仓内压力骤升，仓内气氛要能及时排除，快速降低仓压，并及时报警。

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种增材制造设备的气氛压力控制系统。

本实用新型技术问题通过下述方案解决：一种增材制造设备的气氛压力控制系统，设在仓体顶部，包括光路系统、出气接头、安全排气阀、微动气压计和电磁阀，所述的出气接头成对的均匀排布在仓体的顶板上，出气接头通过气管与电磁阀连通，在出气接头和电磁阀之间设置一个微动气压计，由出气接头、电磁阀和微动气压计为一调节组成组设置，根据出气接头的数量确定调节组的数量。

所述的微动气压计是一种测量低气压的压力表，并能实时反馈当前的压力值。

安全排气阀是一种全机械式的低压型自动排气阀，不需要电信号控制，材质选用包括黄铜或者不锈钢的无磁材质。

增材制造打印过程中，仓体1填充的是高浓度的微正压的惰性气体，通常是氮气或者氩气，氧气浓度控制在1000ppm以内，为了得到更好的加工质量，仓内气氛的气压通常控制在0-5kpa之间。

所述的微动气压计实时测量仓体1的气氛压力，闭环反馈给上位机系统，上位机系统根据设定值P判断，如果实测的气氛压力大于P，则电磁阀打开，气体通过电磁阀排出；如果实测的气氛压力小于P，则关闭电磁阀，增大进入到仓体的进气量；如果内部气氛控制故障，导致气氛压力骤升，微动气压计反馈压力值，上位机控制系统作出超压判断，首先关闭进气流量，并打开电磁阀排气；如果压力超过上限气压Q值，则安全排气阀自动打开，将气体排出。

微动气压计能实时的测量仓体的气氛压力，闭环反馈给上位机系统，上位机系统根据软件设定值P，如果实测的气氛压力大于P，则电磁阀打开，气体通过电磁阀排除，经过滤器过滤后排到大气中；如果实测的气氛压力小于P，则关闭电磁阀6，增大进入到仓体的进气量。这样，在正常工作过程中，气体压力可以控制在设置值P。

如果内部气氛控制故障，导致气氛压力骤升，微动气压计反馈压力值，上位机控制系统判断超压，首先关闭进气流量，并打开电磁阀排气；如果压力超过上限气压Q值，则安全排气阀会自动打开，将气体排出，以使得仓内压力不致过高引起部件损坏。

本实用新型的优越性在于：可使得整个打印过程中的气氛压力控制在设定值P，即使设备内部故障，导致仓内压力骤升，也能快速降低仓压，并及时报警。

附图说明

图1是增材制造设备的气氛控制结构示意图；

图2是气氛控制气动原理图；

图中标号说明

1——仓体；2——光路系统；

3、3’——左、右出气接头；4、4’——左、右安全排气阀；

5、5’——左、右微动气压计；6、6’——左、右电磁阀。

具体实施方式

以下用实施例结合附图对本实用新型作更详细的描述。这些实施例仅仅是对本实用新型最佳实施方式的描述，并不对本实用新型的范围有任何限制。

如图1和图2所示，一种增材制造设备的气氛压力控制系统，设在仓体1顶部，包括光路系统2、左、右出气接头3、3’、左、右安全排气阀4、4’、左、右微动气压计5、5’和左、右电磁阀6、6’，出气接头成对的均匀的排布在仓体1的顶板上左右，左、右出气接头3、3’通过气管与左、右电磁阀6、6’连通，在左、右出气接头3、3’和左、右电磁阀6、6’之间分别设置一个微动气压计，由每个出气接头、电磁阀和微动气压计组成一调节组，根据出气接头的数量确定调节组的数量。

所述的左、右微动气压计5、5’是测量低气压的压力表，并能实时反馈当前的压力值。

左、右安全排气阀4、4’是一种全机械式的低压型自动排气阀，不需要电信号控制，材质选用包括黄铜或者不锈钢的无磁材质。

左、右微动气压计5、5’实时测量仓体1的气氛压力，闭环反馈给上位机系统，上位机系统根据设定值P判断，如果实测的气氛压力大于P，则左、右电磁阀6、6’打开，气体通过左、右电磁阀6、6’排出；如果实测的气氛压力小于P，则关闭左、右电磁阀6、6’，增大进入到仓体1的进气量；如果内部气氛控制故障，导致气氛压力骤升，左、右微动气压计5、5’反馈压力值，上位机控制系统作出超压判断，首先关闭进气流量，并打开左、右电磁阀6、6’排气；如果压力超过上限气压Q值，则左、右安全排气阀4、4’自动打开，将气体排出。

增材制造打印过程中，仓体1填充的是高浓度的微正压的惰性气体，通常是氮气或者氩气，氧气浓度控制在1000ppm以内，为了得到更好的加工质量，仓内气氛的气压通常控制在0-5kpa之间。根据不同材料、不同的打印工艺，微正压的压力值根据测试确定，一旦压力值确定下来，需要将气氛的压力值控制稳定，整个打印过程中压力的上下浮动尽量小，以确保整个打印样件的工艺参数稳定。如果设备内部故障，导致仓内压力骤升，仓内气氛要能及时排除，快速降低仓压，并及时报警。

本实施例仓体1上安装了2个出气接头，为左、右出气接头3、3’，也可多个出气接头，成对的均匀的排布在仓体1的顶板上，通常根据压力控制精度可设置1对或者更多对出气接头。出气接头通过气管与电磁阀连通，在出气接头和电磁阀之间设置一个微动气压计。出气接头、电磁阀和微动气压计是成组使用。微动气压计能实时的测量仓体的气氛压力，闭环反馈给上位机系统，上位机系统根据软件设定值P，如果实测的气氛压力大于P，则电磁阀打开，气体通过电磁阀6排除，经过滤器过滤后排到大气中；如果实测的气氛压力小于P，则关闭电磁阀，增大进入到仓体的进气量。这样，在正常工作过程中，气体压力可以控制在设置值P。

如果内部气氛控制故障，导致气氛压力骤升，微动气压计反馈压力值，上位机控制系统判断超压，首先关闭进气流量，并打开电磁阀排气；如果压力超过上限气压Q值，则安全排气阀会自动打开，将气体排出，以使得仓内压力不致过高引起部件损坏。

Claims (4)

1.一种增材制造设备的气氛压力控制系统，设在仓体顶部，其特征在于包括光路系统、出气接头、安全排气阀、微动气压计和电磁阀，所述的出气接头成对的均匀的排布在仓体的顶板上，出气接头通过气管与电磁阀连通，在出气接头和电磁阀之间设置一个微动气压计，由出气接头、电磁阀和微动气压计为一调节组成组设置，根据出气接头的数量确定调节组的数量。

2.根据权利要求1所述的一种增材制造设备的气氛压力控制系统，其特征在于，所述的微动气压计是一种测量低气压的压力表，并能实时反馈当前的压力值。

3.根据权利要求1所述的一种增材制造设备的气氛压力控制系统，其特征在于，安全排气阀是一种全机械式的低压型自动排气阀，不需要电信号控制，材质选用包括黄铜或者不锈钢的无磁材质。

4.根据权利要求1或2所述的一种增材制造设备的气氛压力控制系统，其特征在于，所述的微动气压计实时测量仓体的气氛压力，闭环反馈给上位机系统，上位机系统根据设定值P判断，如果实测的气氛压力大于P，则电磁阀打开，气体通过电磁阀排出；如果实测的气氛压力小于P，则关闭电磁阀，增大进入到仓体（1）的进气量；如果内部气氛控制故障，导致气氛压力骤升，微动气压计反馈压力值，上位机控制系统作出超压判断，首先关闭进气流量，并打开电磁阀排气；如果压力超过上限气压Q值，则安全排气阀自动打开，将气体排出。