CN213860737U - 多激光增材制造成型设备的风路系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于增材制造设备技术领域，涉及一种多激光增材制造成型设备的风路系统，包括成型室，成型室顶部设置有吹风口，成型室侧壁上设置有第一吸风口以及与第一吸风口位置相对的第二吸风口；成型室内部的底部平铺有基材；该多激光增材制造成型设备的风路系统还包括设置在成型室内部并延伸至基材上表面且与吹风口相连通的吹风管；吹风管的出风口朝向基材的上表面。本实用新型提供了一种能够解决多激光同时工作时烟尘落在成型区域的问题、提高多激光成型的效率和质量的多激光增材制造成型设备的风路系统。

Description

多激光增材制造成型设备的风路系统

技术领域

本实用新型属于增材制造设备技术领域，涉及一种风路系统，尤其涉及一种多激光增材制造成型设备的风路系统。

背景技术

增材制造技术是一种生成式制造三维物体的技术，目前增材制造技术主要是利用激光或电子束等能量源将粉末床内特定区域的原材料粉末熔化，并通过供粉机构、铺粉机构和成型缸升降机构逐层烧结累加，最终达到立体成型的效果。

现有的激光选区熔化(SLM)设备主要由成型室、铺粉机构、供粉机构、成型缸升降机构及收粉机构组成，并配有激光及振镜，一束激光配备一个振镜。激光在粉末床中进行选区烧结时，会产生大量烟尘和大颗粒等杂质，需及时吹除，并且不能落在将要加工的区域内，这就需要搭配过滤系统和优质的吹吸风结构，利用惰性气体在成型区域表面形成稳定且均匀的气流保护层。

一台SLM设备配备一个或多个激光，其中单激光设备较为常见，其风路设计也较为简单，多为垂直于成型机构运动方向。设备运行时，激光扫描路径先后顺序为由吸风口向吹风口，这样可以有效避免上游杂质落在下游并被熔融进零件内，影响零件质量。

随着技术发展，为了提高成型效率，大尺寸、多激光增材制造设备发展迅速，但工作时靠近吹风口的激光产生的烟尘或大颗粒会落在靠近吸风口的下游另一激光成型区域，影响成型质量。目前进口设备将吹风口布置在成型室顶端，顶部配均匀小孔吹风口，底部两侧吸风口垂直于铺粉机构运动方向，避免了上述问题，但同时导致中间风力过大粉末层变薄，影响成型质量，且中间部位和未设置吸风口位置流场紊乱，烧结效果差，易落渣，不是理想的解决办法。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种能够解决多激光同时工作时烟尘落在成型区域的问题、提高多激光成型的效率和质量的多激光增材制造成型设备的风路系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多激光增材制造成型设备的风路系统，包括成型室，所述成型室顶部设置有吹风口，所述成型室侧壁上设置有第一吸风口以及与第一吸风口位置相对的第二吸风口；所述成型室内部的底部平铺有基材；其特征在于：所述多激光增材制造成型设备的风路系统还包括设置在成型室内部并延伸至基材上表面且与吹风口相连通的吹风管；所述吹风管的出风口朝向基材的上表面。

经过出风口的风向与基材所在平面平行。

上述多激光增材制造成型设备的风路系统还包括设置在吹风管端部的均风头。

上述均风头是360°均风头。

上述均风头包括风流变向板；所述风流变向板的上表面设置有分风尖劈；所述分风尖劈整体呈人字形；所述风流变向板与吹风管端部非接触并通过连接杆相连。

上述多激光增材制造成型设备的风路系统还包括设置在成型室侧壁上的第三吸风口以及第四吸风口；所述第一吸风口、第三吸风口、第二吸风口以及第四吸风口交错设置。

上述第三吸风口的下边缘与第四吸风口的下边缘平齐；所述第一吸风口的下边缘与第二吸风口的下边缘平齐。

上述第三吸风口的下边缘距离成型室底部的高度是h1；所述第一吸风口的下边缘距离成型室底部的高度是h2；所述h1＞h2。

上述多激光增材制造成型设备的风路系统还包括吸风管以及过滤系统；所述吸风管的一端分别与第一吸风口、第三吸风口、第二吸风口以及第四吸风口相连通；另一端通过过滤系统与吹风口相连通。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型通过提出两种风路方案，有效解决了多激光同时工作时烟尘和杂质污染待成型区域的问题，提高了多激光增材制造设备的成型加工质量。

2)本实用新型通过提出的中间吹四周吸的风路方案，有效改善了多激光打印成型幅面的均匀性，提高成型质量。

附图说明

图1是本实用新型所提供的多激光增材制造成型设备的风路系统中实施例一的俯视结构示意图；

图2是本实用新型所提供的多激光增材制造成型设备的风路系统中实施例一的主视结构示意图；

图3是本实用新型所提供的多激光增材制造成型设备的风路系统中实施例二的俯视结构示意图；

图4是本实用新型所提供的多激光增材制造成型设备的风路系统中实施例二的主视结构示意图；

图5是本实用新型所提供的多激光增材制造成型设备的风路系统的风路结构示意图；

图6是本实用新型所采用的均风头的结构示意图；

图7是图6的俯视结构示意图；

图8是本实用新型所采用的均风头的立体结构示意图；

图9是本实用新型所采用的均风头在另一视角下的立体结构示意图。

图中：

1-第一吸风口；2-第四吸风口；3-第三吸风口；4-第二吸风口；8-吹风口；14-基材；15-吸风管；16-过滤系统；17-吹风管；18-出风口；19-分风尖劈。

具体实施方式

参见图5，本实用新型提供了一种多激光增材制造成型设备的风路系统，包括成型室，成型室顶部设置有吹风口8，成型室侧壁上设置有第一吸风口1以及与第一吸风口1位置相对的第二吸风口4；成型室内部的底部平铺有基材14；多激光增材制造成型设备的风路系统还包括设置在成型室内部并延伸至基材上表面且与吹风口8相连通的吹风管17；吹风管17的出风口18朝向基材14的上表面。

多激光增材制造成型设备的风路系统还包括设置在吹风管17端部的均风头，均风头是360°均风头。参见图6、图7、图8以及图9，本实用新型所采用的均风头包括风流变向板；风流变向板的上表面设置有分风尖劈19；分风尖劈19整体呈人字形；风流变向板与吹风管17端部非接触并通过连接杆相连。该吹风口位于成型室中心，高度不限，吹风口吹出的流体流向与吸风口流入的流体流向平行。吹风口俯视图，其形状不限于圆形。

多激光增材制造成型设备的风路系统还包括设置在成型室侧壁上的第三吸风口3以及第四吸风口2；第一吸风口1、第三吸风口3、第二吸风口4以及第四吸风口2交错设置。第三吸风口3的下边缘与第四吸风口2的下边缘平齐；第一吸风口1的下边缘与第二吸风口4的下边缘平齐。第三吸风口3的下边缘距离成型室底部的高度是h1；第一吸风口1的下边缘距离成型室底部的高度是h2；h1＞h2。

多激光增材制造成型设备的风路系统还包括吸风管15以及过滤系统16；吸风管15一端分别与第一吸风口1、第三吸风口3、第二吸风口4以及第四吸风口2相连通，另一端通过过滤系统16与吹风口8相连通。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

实施例一：

参见图1以及图2，本实施例是一种多激光增材制造成型设备吹风结构，1个吹风口、4个吸风口、过滤系统和中空式成型幅面。四个吸风口分别设备在成型室腔体四壁靠近底板位置处，分别形成第一吸风口1、第二吸风口4、第三吸风口3以及第四吸风口2。其中与刮刀平行的两个吸风口高于刮刀，位置略高于与其垂直的吸风口。吹风口8位于成型基材中心，从成型室顶板伸出至靠近基材处，吹风口由管道过度为360°环形吹风口。

第一吸风口1、第二吸风口4、第三吸风口3以及第四吸风口2与吹风口8之间通过吸风管15和具有风机的过滤系统16相连接，实现气流的循环和杂质的过滤。成型基材区域为类似环形中空结构，不限于圆形，成型区域为中空环状结构，两个吸风口分别设置在与铺粉机构运动方向平行的两个侧板底部，另两个吸风口分别设置在略高于铺粉机构的侧板上；吹风口由顶板中伸出，位于成型区域中空环状结构正上方。

实施例二：

参见图3以及图4，本实施例是一种多激光增材制造成型设备吹风结构，包括1个吹风口、2个吸风口、过滤系统和中空式成型幅面。两个吸风口分别设备在成型室腔体四壁靠近底板位置处，分别形成相对的两个吸风口，吸风口与铺粉机构运动方向平行。吹风口8位于成型基材中心，从成型室顶板伸出至靠近基材处，吹风口由管道过度为360°环形吹风口。

两个相对的吸风口与吹风口8之间通过吸风管15和具有风机的过滤系统16相连接，实现气流的循环和杂质的过滤。成型基材区域为类似环形中空结构，不限于圆形，成型区域为中空环状结构。两个吸风口分别设置在与铺粉机构运动方向平行的两个侧板底部。吹风口由顶板中伸出，位于成型区域中空环状结构正上方。

Claims (9)

1.一种多激光增材制造成型设备的风路系统，包括成型室(11)，所述成型室(11)顶部设置有吹风口(8)，所述成型室(11)侧壁上设置有第一吸风口(1)以及与第一吸风口(1)位置相对的第二吸风口(4)；所述成型室(11)内部的底部平铺有基材(14)；其特征在于：所述多激光增材制造成型设备的风路系统还包括设置在成型室(11)内部并延伸至基材上表面且与吹风口(8)相连通的吹风管(17)；所述吹风管(17)的出风口(18)朝向基材(14)的上表面。

2.根据权利要求1所述的多激光增材制造成型设备的风路系统，其特征在于：经过出风口(18)的风向与基材(14)所在平面平行。

3.根据权利要求2所述的多激光增材制造成型设备的风路系统，其特征在于：所述多激光增材制造成型设备的风路系统还包括设置在吹风管(17)端部的均风头。

4.根据权利要求3所述的多激光增材制造成型设备的风路系统，其特征在于：所述均风头是360°均风头。

5.根据权利要求4所述的多激光增材制造成型设备的风路系统，其特征在于：所述均风头包括风流变向板；所述风流变向板的上表面设置有分风尖劈(19)；所述分风尖劈(19)整体呈人字形；所述风流变向板与吹风管(17)端部非接触并通过连接杆相连。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的多激光增材制造成型设备的风路系统，其特征在于：所述多激光增材制造成型设备的风路系统还包括设置在成型室(11)侧壁上的第三吸风口(3)以及第四吸风口(2)；所述第一吸风口(1)、第三吸风口(3)、第二吸风口(4)以及第四吸风口(2)交错设置。

7.根据权利要求6所述的多激光增材制造成型设备的风路系统，其特征在于：所述第三吸风口(3)的下边缘与第四吸风口(2)的下边缘平齐；所述第一吸风口(1)的下边缘与第二吸风口(4)的下边缘平齐。

8.根据权利要求7所述的多激光增材制造成型设备的风路系统，其特征在于：所述第三吸风口(3)的下边缘距离成型室(11)底部的高度是h1；所述第一吸风口(1)的下边缘距离成型室(11)底部的高度是h2；所述h1＞h2。

9.根据权利要求8所述的多激光增材制造成型设备的风路系统，其特征在于：所述多激光增材制造成型设备的风路系统还包括吸风管以及过滤系统；所述吸风管的一端分别与第一吸风口(1)、第三吸风口(3)、第二吸风口(4)以及第四吸风口(2)相连通，另一端通过过滤系统(16)与吹风口(8)相连通。

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