CN209502973U - 一种激光选区熔化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光选区熔化设备，包括成型舱室、光路系统、铺粉系统、工作台面、保护气氛循环过滤系统、烟尘出风口及进风口，所述工作台面及铺粉系统设置在所述成型舱室内，在所述成型舱室的工作台面两侧分别设置有进风口及出风口，所述保护气氛循环过滤系统设置在所述成型舱室外并与所述进风口和出风口连接，还包括一可调节式进风口组件，该可调节式进风口组件为具有不同孔径进风孔的一组进风孔板，所述一组进风孔板选择一块进风孔板与所述进风口固定连接。本实用新型可选择相匹配的进风口多孔板类型，以此形成更加有效、稳定的气流，将铺粉过程中形成的粉尘以及激光成型过程中形成的烟尘及飞溅物，从而保证零件的成型质量。

Description

一种激光选区熔化设备

技术领域

本实用新型属于增材制造技术领域，具体是一种用于激光选区熔化设备。

背景技术

激光选区熔化(SLM)作为一种增材制造技术，其工作原理为通过软件和数控系统，实现激光扫描振镜与工件的相对运动。振镜扫描XY方向，工作台在Z轴方向上下运动。激光束开始扫描前，铺粉装置先把金属粉末平推到成型缸的基板上，激光束根据CNC运动指令熔化基板上的粉末，加工出当前层，然后成型缸下降一个层厚的距离，粉料缸上升一定厚度的距离，铺粉装置在已加工好的当前层上铺好金属粉末。设备调入下一层轮廓的CNC运动指令进行加工，如此层层加工，直到整个零件加工完毕。相比于其他增材制造技术，通过激光选区熔化成型的零件表面质量好、力学性能佳、尺寸精度高，近乎达到净成形要求。

然而，激光选区熔化成型设备在加工过程中会产生一定量的烟尘及飞溅物。现有的手段一般分为两种方式来处理这些烟尘及飞溅物：(1)通过充入保护气体将其吹入循环净化系统；(2)通过抽气泵将其吸出成型仓室。但成型的材料不同，其密度、粉末粒径、化学成分不同，因此，形成的粉尘在工作仓室内漂浮的高度、烟尘量、飞溅量各有差异；另外由于成型仓内压力需控制在一定范围内，使得充入的保护气体流量及抽气流量不能无限加大，从而无法保证每种粉末材料成型时都能达到好的烟尘净化效果。

因此，本实用新型公开了一种用于激光选区熔化可调节式净化烟尘装置，实现根据当前成型的粉末材料类型，匹配相应进风口多孔板类型及保护气体风速，从而提高烟尘及飞溅物净化效果，保证零件成型质量以及金属粉末重复利用率。

目前尚未发现同本实用新型类似的技术发表，也为收集到国内外类似的资料。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种保证每种粉末材料成型时都能达到好的烟尘净化效果的一种用于激光选区熔化装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种激光选区熔化设备，包括成型舱室、光路系统、铺粉系统、工作台面、保护气氛循环过滤系统、烟尘出风口及进风口，所述工作台面及铺粉系统设置在所述成型舱室内，在所述成型舱室的工作台面两侧分别设置有进风口及出风口，所述保护气氛循环过滤系统设置在所述成型舱室外并与所述进风口和出风口连接，其特征在于：还包括一可调节式进风口组件，该可调节式进风口组件为具有不同孔径进风孔的一组进风孔板，所述一组进风孔板以择一的方式选择一块进风孔板与所述进风口固定连接。

所述一组进风孔板包括3mm孔径的进风孔板、4mm孔径的进风孔板、5mm孔径的进风孔板以及6mm孔径的进风孔板。

所述一组进风孔板的不同孔径的进风孔板，所述进风孔板的孔间距，当孔径≤2mm时，孔间距为2mm；当孔径＞2mm时，其孔间距等于孔径。

在所述成型舱室内还设置有多个气缸组件，每个气缸组件伸出端连接一个所述进风孔板，通过所述气缸组件将所述进风孔板固定在所述进风口。

可调节式进风口组件，依据所成型的粉末材料密度、粒径的不同，可选择相匹配的进风口类型以及风速，以此形成更加有效、稳定的气流，将铺粉过程中形成的粉尘以及激光成型过程中形成的烟尘及飞溅物，大部分甚至完成吹入过滤系统，从而保证零件的成型质量。

根据打印的材料密度、粒径不同，可跟换不同孔隙大小和开孔位置的进风口多孔板，以保证烟尘大部分甚至完成吹入过滤系统中，且不影响成型仓室内气压。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

在成型不同粉末材料时，可更换相应的进风口多孔板类型以及调整风速，从而在保证成型仓内气流稳定的基础上，将烟尘大部分甚至全部清除，有效提高零件成型质量以及金属粉末重复利用率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为可更换的孔板类型；

图3为可调式进风口组件示意图。

其中：1-成型仓室；2-光路系统；3-铺粉系统；4-工作台面；5-保护气氛循环控制系统；6-烟尘出风口；7-可调节式进风口组件；8-多孔板贴合面位置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解实用新型，但不以任何形式限制本实用新型，应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型激光选区熔化设备，包括成型仓室1、光路系统2、铺粉系统3、工作台面4、保护气氛循环过滤系统5、烟尘出风口6及可调节式进风口组件7。

成型仓室1将激光加工区域与外界环境隔开；

光路系统2位于成型仓室1上方，控制激光加工路径；

工作台面3在成型仓室1内部，保持水平，在其上面成型零件；

铺粉系统4在成型仓室1内部，激光加工过程中，在工作台面3上重复铺上规定层厚的金属粉末。

保护气氛循环过滤系统5一端与烟尘出风口6相连，另一端与可调节式进风口组件7 连接。

可调节式进风口组件由不同孔径的出风孔板构成，每块出风孔板的板厚度均为3mm 厚；区别在于进风孔径与开孔位置高低不同。出风孔板包括3mm孔径的出风孔板、4mm孔径的出风孔板、5mm孔径的出风孔板以及6mm孔径的出风孔板，多孔板参见图2所示，开孔位置的高度如图2所示，相对于板下端面，6mm孔径板开孔高度为21mm，5mm孔径板开孔高度为18.5mm；4mm孔径板开孔高度为17.5mm；3mm孔径板开孔高度为16mm。各间距逐渐增大，但不呈线性关系。

多孔板的连接方式参照图3所示，每块多孔板通过单独气缸运动。依据所成型的粉末材料密度、粒径的不同，可选择相匹配孔径的出风孔板，通过气缸将其沿背板水平运动，如图3中虚线所示，运动到与安装面贴合，安装面具体位置如图1中多孔板贴合面8所示；另外通过保护气氛循环过滤系统5调节适当风速，以此形成更加有效、稳定的气流，将铺粉过程中形成的粉尘以及激光成型过程中形成的烟尘及飞溅物，大部分甚至完成吹入过滤系统中，从而保证零件的成型质量。

本实用新型具体实施时，步骤如下：

步骤1：根据打印粉末材料的不同，在图2中选择合适的出风孔板。例如：打印高温合金类 GH718粉末，由于其密度较大，故选择孔径相对较小，增大进风孔风压，开孔位置相对较下，如图2-d类型的多孔板。

步骤2：封闭成型仓室1，调整好工作台面4。

步骤3：在工作台面4上，通过铺粉系统3铺粉规定层厚的粉末。

步骤4：通过光路系统3在已预铺粉末的工作平面上加工成型零件。

步骤5：通过装有可调节式进风口组件4将零件成型过程中形成的烟尘和飞溅物吹入与烟尘出风口6相连的保护气氛循环控制系统5那端的过滤系统中，从而起到既净化烟层又不影响成型仓室1中压力的效果。

本实用新型操作简单，只需在跟换不同粉末材料时，跟换相应的进风口多孔板类型以及调整风速，从而在保证成型仓内气流稳定的基础上，将烟尘大部分甚至全部清除，有效提高零件成型质量以及金属粉末重复利用率。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。

Claims (4)

1.一种激光选区熔化设备，包括成型舱室、光路系统、铺粉系统、工作台面、保护气氛循环过滤系统、烟尘出风口及进风口，所述工作台面及铺粉系统设置在所述成型舱室内，在所述成型舱室的工作台面两侧分别设置有进风口及出风口，所述保护气氛循环过滤系统设置在所述成型舱室外并与所述进风口和出风口连接，其特征在于：还包括一可调节式进风口组件，该可调节式进风口组件为具有不同孔径进风孔的一组进风孔板，所述一组进风孔板以择一的方式选择一块进风孔板与所述进风口固定连接。

2.根据权利要求1所述的激光选区熔化设备，其特征在于：所述一组进风孔板包括3mm孔径的进风孔板、4mm孔径的进风孔板、5mm孔径的进风孔板以及6mm孔径的进风孔板。

3.根据权利要求1所述的激光选区熔化设备，其特征在于：所述一组进风孔板的不同孔径的进风孔板，所述进风孔板的孔间距，当孔径≤2mm时，孔间距为2mm；当孔径＞2mm时，孔间距等于孔径。

4.根据权利要求1所述的激光选区熔化设备，其特征在于：在所述成型舱室内还设置有多个气缸组件，每个气缸组件伸出端连接一个所述进风孔板，通过所述气缸组件将所述进风孔板固定在所述进风口。