CN209077788U - 一种适用于激光增材制造的同步水冷系统 - Google Patents

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颜丙功
吕培杰
胡奔
靳玲
张炳威
康磊
江开勇
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Abstract

本实用新型公开了一种适用于激光增材制造的同步水冷系统，用于激光增材制造的同步冷却，包括工作槽、图像采集装置、液位传感器、冷却水箱、水泵、PC控制中心；所述工作槽内设有升降台，所述PC控制中心与图像采集装置、液位传感器、水泵、升降台电连接；所述PC控制中心通过接收图像采集装置和/或液位传感器的信息，从而控制水泵的开闭和升降台的起落，实现冷却水循环、升降台与工件顶部距离控制以及工件的同步水冷。

Description

一种适用于激光增材制造的同步水冷系统
技术领域
本实用新型属于激光增材制造领域，具体涉及一种适用于激光增材制造的同步水冷系统。
背景技术
激光增材制造属于3D打印领域，是利用激光作为能量源，在形成高温的熔池里注入材料(粉末状或者条状)，一层一层堆叠最终成型。由于激光的高功率性和精准性，使得高熔点的金属合金材料可以用来直接制造，并且在恰当控制加工参数的情况下可以得到致密性好、尺寸精确的成型件。然而，由于功率大使加工过程的温度极高，材料的导热、散热性差使已成型工件降温缓慢，在连续加工时往往需要很长的间隔冷却时间，否则会产生很大的热积聚。较大的热积聚容易导致开裂、变形及组织相变不均匀等，成型质量与精度难以控制。
因此，如何实现工件加工过程中的同步水冷、有效减少加工间隔冷却时间、保证工件加工温度场均匀是目前亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种适用于激光增材制造的同步水冷系统，解决了上述背景技术中的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种适用于激光增材制造的同步水冷系统，用于激光增材制造的同步冷却，包括工作槽、图像采集装置、液位传感器、冷却水箱、水泵、PC控制中心；
所述工作槽内填充有冷却水，且工作槽内设有升降台，所述升降台用于放置激光增材制造的工件，升降台的高度始终满足工件未完成的部分裸露用于同步制造、已成型部分浸没于冷却水；所述工作槽通过冷却液的进水管、出水管与冷却水箱形成水循环回路；所述图像采集装置设置于工作槽上方，用于采集工件顶部和液面的高度差信息；所述液位传感器用于采集工作槽内液位高度信息；所述水泵与冷却水箱连通，用于向水箱供给冷却液；
所述PC控制中心与图像采集装置、液位传感器、水泵、升降台电连接；所述PC控制中心通过接收图像采集装置和/或液位传感器的信息，控制水泵的开闭和升降台的起落，从而实现冷却水循环、升降台与工件顶部距离控制以及工件的同步水冷。
在本实用新型一较佳实施例中，所述冷却水箱内还设有过滤器。
在本实用新型一较佳实施例中，所述水泵设置于冷却水箱内。
在本实用新型一较佳实施例中，所述图像采集装置包括拍摄镜头。
在本实用新型一较佳实施例中，所述液位传感器贴覆于工作槽的外壁侧面。
在本实用新型一较佳实施例中，所述工作槽为透明槽体。
在本实用新型一较佳实施例中，所述水循环回路为常开。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
本发明在激光增材制造工作装置内增加同步水冷系统，在减少间隔冷却时间的同时保证实时加工温度的稳定；PC控制中心预设工作槽液位高度指标、工件顶部与液面距离指标，通过接收图像采集装置和/或液位传感器的信息，与预设值进行比较，从而控制水泵的开闭和升降台的起落，实现冷却水循环、升降台与工件顶部距离控制以及工件的同步水冷，保证了已成型的部位随着升降台的控制进入冷却水中，在热传导与循环水的带动下使整个工件降温，确保了成型质量与精度。
附图说明
图1为本实用新型同步水冷系统示意图。
具体实施方式
请查阅图1，本实施例的一种适用于激光增材制造的同步水冷系统，用于激光增材制造的同步冷却，包括工作槽1、图像采集装置、液位传感器3、冷却水箱4、水泵41、PC控制中心5；
所述工作槽1内填充有冷却水，且工作槽1内设有升降台13，所述升降台13用于放置激光增材制造的工件11，升降台13的高度始终满足工件11未完成的部分裸露用于同步制造、已成型部分浸没于冷却水；所述工作槽1通过冷却液的进水管63、出水管61与冷却水箱4形成水循环回路；
所述图像采集装置设置于工作槽1上方，本实施例中的图像采集装置为拍摄镜头2，用于采集工件11顶部和液面的高度差信息；
所述液位传感器3用于采集工作槽1内液位高度信息；在本实施例中，所述工作槽1为透明槽体，所述液位传感器3贴覆于工作槽1的外壁侧面。
所述水泵41与冷却水箱4连通且设置于冷却水箱4内，用于向水箱供给冷却液；所述冷却水箱4内还设有过滤器43；
所述PC控制中心5与图像采集装置、液位传感器3、水泵41、升降台13电连接；所述PC控制中心5通过接收图像采集装置和/或液位传感器3的信息，控制水泵41的开闭和升降台13的起落，从而实现冷却水循环、升降台13与工件11顶部距离控制以及工件11的同步水冷：
冷却水循环：工作槽1内的冷却液回流常开，经过滤器43、进水管63流回冷却液箱，当液位传感器3收集到液面信息过低发出持续信号给PC控制中心5，PC控制中心5驱动水泵41补充冷却液直到信号停止。
升降台13控制：升降台13的初始位置高出液面，增材制造进行后由镜头2实时采集工件11顶部与液面的距离信息，信息传给PC控制中心5并与设定的值进行比较，PC控制中心5根据比较结果控制升降台13运动，以保持设定距离值。
工件11同步水冷：已成型的部位随着升降台13的控制进入冷却水中，在热传导与循环水的带动下使整个工件11降温。
以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种适用于激光增材制造的同步水冷系统，用于激光增材制造的同步冷却，其特征在于：包括工作槽、图像采集装置、液位传感器、冷却水箱、水泵、PC控制中心；
所述工作槽内填充有冷却水，且工作槽内设有升降台，所述升降台用于放置激光增材制造的工件，升降台的高度始终满足工件未完成的部分裸露用于同步制造、已成型部分浸没于冷却水；所述工作槽通过冷却液的进水管、出水管与冷却水箱形成水循环回路；所述图像采集装置设置于工作槽上方，用于采集工件顶部和液面的高度差信息；所述液位传感器用于采集工作槽内液位高度信息；所述水泵与冷却水箱连通，用于向水箱供给冷却液；
所述PC控制中心与图像采集装置、液位传感器、水泵、升降台电连接；所述PC控制中心通过接收图像采集装置和/或液位传感器的信息，控制水泵的开闭和升降台的起落，从而实现冷却水循环、升降台与工件顶部距离控制以及工件的同步水冷。
2.根据权利要求1所述的一种适用于激光增材制造的同步水冷系统，其特征在于：所述冷却水箱内还设有过滤器。
3.根据权利要求1所述的一种适用于激光增材制造的同步水冷系统，其特征在于：所述水泵设置于冷却水箱内。
4.根据权利要求1所述的一种适用于激光增材制造的同步水冷系统，其特征在于：所述图像采集装置包括拍摄镜头。
5.根据权利要求1所述的一种适用于激光增材制造的同步水冷系统，其特征在于：所述液位传感器贴覆于工作槽的外壁侧面。
6.根据权利要求1所述的一种适用于激光增材制造的同步水冷系统，其特征在于：所述工作槽为透明槽体。
7.根据权利要求1所述的一种适用于激光增材制造的同步水冷系统，其特征在于：所述水循环回路为常开。
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