CN219986236U - 电子束增材制造设备及其在线加粉真空过渡仓装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电子束增材制造设备及其在线加粉真空过渡仓装置。电子束增材制造设备包括有真空室和真空室粉仓，在线加粉真空过渡仓装置包括有：真空过渡室，其位于真空室上方并与真空室密封连接；过渡粉仓，其设置于真空过渡室内并位于真空室粉仓正上方，过渡粉仓通过二级阀门与真空室密封连接；料斗，其设置于真空过渡室顶部并位于过渡粉仓正上方，料斗通过一级阀门与真空过渡室密封连接；真空泵，其用于对真空过渡室抽真空；真空计，其用于测量真空过渡室的真空度；保护气通道，其设置于真空过渡室上，用于向真空过渡室内充入与真空室相同的气体；放气阀，其设置于真空过渡室上，用于将真空过渡室与大气连通。
Description
技术领域
本实用新型涉及增材制造装置技术领域，尤其涉及一种电子束增材制造设备及其在线加粉真空过渡仓装置。
背景技术
电子束增材制造技术是一种以高能电子束为能量源的粉末床熔融增材制造技术，该技术采用真空下的大功率电子束高效加热和快速熔化沉积金属粉末，可以获得极高的粉末床温度和非平衡快速凝固冶金条件，成形应力小、组织细小均匀、致密度高、缺陷少，适用于各类导电材料粉末，特别是多材料复合、难熔金属、低塑性/易热裂金属等难加工材料的增材制造。
电子束增材制造因其特殊的工艺环境，设备的核心部件均要布置在真空室内，包括电子枪、运动机构、成形仓和粉仓。与激光选区熔化工艺不同的是，电子束成形过程是在高温、高真空下进行的，因温度散失、真空度大幅度波动等问题存在，成形中途不能进行任何外部操作，从而限制了设备单次可投放的最大粉量。为满足大尺寸部件的成形需求，常规的电子束增材制造设备粉仓制造思路则是随着成形仓尺寸的增加而增加，设备整体也会随之增加。此结构设计思想主要面临两个问题：一是过大的真空室将很难在同样的时间内获得标准的真空环境，打印过程中的热量大量损失，导致打印无法进行；二是随着设备整体结构变大，制造成本也随之变高，不满足节约成本的目的。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种电子束增材制造设备及其在线加粉真空过渡仓装置，通过在电子束打印过程中在线加粉，可以满足大尺寸部件的成形需求，从而实现将真空室粉仓缩小、节约成本的目的。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下所述的技术方案：
一种在线加粉真空过渡仓装置，其应用于电子束增材制造设备，所述电子束增材制造设备包括有真空室和设置于真空室内的真空室粉仓，所述在线加粉真空过渡仓装置包括有：真空过渡室，其位于真空室上方并与真空室密封连接；过渡粉仓，其设置于真空过渡室内并位于真空室粉仓正上方，过渡粉仓通过二级阀门与真空室密封连接；料斗，其设置于真空过渡室顶部并位于过渡粉仓正上方，料斗通过一级阀门与真空过渡室密封连接；真空泵，其安装于真空过渡室上，用于对真空过渡室抽真空；真空计，其安装于真空过渡室上，用于测量真空过渡室的真空度；保护气通道，其设置于真空过渡室上，用于向真空过渡室内充入与真空室相同的气体；放气阀，其设置于真空过渡室上，用于将真空过渡室与大气连通。
优选的，所述真空泵与过渡粉仓之间设置有隔板。
优选的，所述真空计与过渡粉仓之间设置有隔板。
优选的，所述过渡粉仓设置有盖板。
一种电子束增材制造设备，其包括有真空室和设置于真空室内的真空室粉仓，其特征在于，所述电子束增材制造设备还包括有以上所述的在线加粉真空过渡仓装置。
优选的，所述真空室粉仓内设有加粉提示触发开关。
优选的，所述真空室粉仓内设有加粉提示触发开关和粉末余量测量探头，所述过渡粉仓内设有粉末装载量测量探头。
优选的，所述真空室粉仓设置有盖板。
本实用新型的有益技术效果在于：1.利用在线加粉真空过渡仓装置可以实现在电子束打印过程中在线加粉的功能，加粉过程中不影响真空室的真空度和保护气氛，保证打印稳定进行；2.显著减小真空室粉仓尺寸，进而减小真空室尺寸，缩短抽真空时间提高打印效率，降低打印过程热量损耗，节约能源消耗以及节约设备生产成本；3.可以适配不同尺寸零件的打印情况，无需为不同尺寸零件设置不同尺寸的真空室粉仓。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例中的电子束增材制造设备的主视图；
图2为本实用新型一个实施例中的电子束增材制造设备的左视图；
图3为本实用新型另一个实施例中的电子束增材制造设备的主视图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。
如图1-2所示，在本实用新型一个实施例中，电子束增材制造设备包括有真空室13，真空室13内设有真空室粉仓11、刮刀12、电子枪14、隔热罩15和成形仓16，其中，真空室粉仓11用于装载电子束打印用粉末，真空室粉仓11设置有盖板以防止粉末扬起。
所述电子束增材制造设备还包括有在线加粉真空过渡仓装置，该在线加粉真空过渡仓装置包括有真空过渡室5、过渡粉仓6、料斗1、真空泵3、真空计8、保护气通道9和放气阀10。
所述真空过渡室5位于真空室13上方并与真空室13密封连接，用于提供与真空室13相同的气氛。
所述过渡粉仓6设置于真空过渡室5内并位于真空室粉仓11正上方，用于装载在线加粉粉末。过渡粉仓6通过二级阀门7与真空室13密封连接，过渡粉仓6设置有盖板以防止粉末扬起。
所述料斗1设置于真空过渡室5顶部并位于过渡粉仓6正上方，用于将粉末倾倒入过渡粉仓6。料斗1通过一级阀门2与真空过渡室5密封连接。
所述真空泵3设置于真空过渡室5内，用于对真空过渡室5抽真空；所述真空计8设置于真空过渡室5内，用于测量真空过渡室5的真空度；真空过渡室5内设置有隔板4，隔板4将真空泵3、真空计8与过渡粉仓6隔开，防止金属粉末污染真空泵3和真空计8。
所述保护气通道9设置于真空过渡室5侧壁，用于向真空过渡室5内充入与真空室13相同的保护气体；所述放气阀10设置于真空过渡室5侧壁，将真空过渡室5与大气连通。
真空室粉仓11内设置有加粉提示触发开关21，真空室粉仓11内余粉低于加粉提示触发开关21时，设备发出粉量低提示信号。
本实施例中的电子束增材制造设备的在线加粉步骤如下：
1、电子束打印开始时，真空室粉仓11为加满状态，但所加载粉末不足以完成满行程的打印需求，此时过渡粉仓6为空仓，一级阀门2和二级阀门7均关闭。
2、随着打印的进行，真空室粉仓11余粉低于加粉提示触发开关21，设备发出粉量低提示信号，打开放气阀10和一级阀门2，金属粉末通过料斗1装进过渡粉仓6中使其加满。
3、关闭一级阀门2和放气阀10，打开真空泵3将真空过渡室5抽真空，当真空度达到设定值时，打开保护气通道9，向真空过渡室5内充入保护气，达到与真空室13内相同的气氛。
4、打开二级阀门7，过渡粉仓6内的粉末落入真空室粉仓11中将其加满；关闭二级阀门7，关闭保护气通道9，关闭真空泵3，等待下一次装粉。
如图3所示，在本实用新型另一个实施例中，电子束增材制造设备同样包括有在线加粉真空过渡仓装置。本实施例中的电子束增材制造设备与图1、2所示实施例中的电子束增材制造设备的不同之处在于：真空室粉仓11内设有粉末余量测量探头22，所述过渡粉仓6内设有粉末装载量测量探头23。
粉末余量测量探头22用于测量真空室粉仓11内粉末余量的实时值(m1)；粉末装载量测量探头23用于测量过渡粉仓6内粉末装载量的实时值(m2)。
假设设备计算获得t时刻打印所需剩余粉量为(mt)，过渡粉仓6最大粉末装载量为(m0)；
则t时刻加粉量(mn)的计算公式为：
本实施例中的电子束增材制造设备的在线加粉步骤如下：
1、电子束打印开始时，真空室粉仓11为加满状态，但所加载粉末不足以完成满行程的打印需求；此时过渡粉仓6为空仓，一级阀门2和二级阀门7均关闭。
2、于t时刻进行在线加粉，t时刻不晚于真空室粉仓11余粉低于加粉提示触发开关21时刻；按上述计算公式获得t时刻加粉量(mn)；打开放气阀10和一级阀门2，金属粉末通过料斗1装进过渡粉仓6，直至过渡粉仓6内粉末装载量的实时值m2＝mn。
3、关闭一级阀门2和放气阀10，打开真空泵3将真空过渡室5抽真空；当真空度达到设定值时，打开保护气通道9，向真空过渡室5内充入保护气，达到与真空室13内相同的气氛。
4、随着打印的进行，真空室粉仓11余粉低于加粉提示触发开关21，设备发出粉量低提示信号；打开二级阀门7，过渡粉仓6内的粉末落入真空室粉仓11中；关闭二级阀门7，关闭保护气通道9，关闭真空泵3，等待下一次装粉。
本实施例中的电子束增材制造设备，可以精确控制加粉量，计算出加粉量后可以提前将所需粉末加入过渡粉仓6，无需等到真空室粉仓11余粉低于加粉提示触发开关21后再进行加粉，增加操作时间冗余量，降低操作难度。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，而非对本实用新型做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种在线加粉真空过渡仓装置，其应用于电子束增材制造设备，所述电子束增材制造设备包括有真空室和设置于真空室内的真空室粉仓，其特征在于，所述在线加粉真空过渡仓装置包括有：
真空过渡室，其位于真空室上方并与真空室密封连接；
过渡粉仓，其设置于真空过渡室内并位于真空室粉仓正上方，过渡粉仓通过二级阀门与真空室密封连接；
料斗，其设置于真空过渡室顶部并位于过渡粉仓正上方，料斗通过一级阀门与真空过渡室密封连接；
真空泵，其安装于真空过渡室上，用于对真空过渡室抽真空；
真空计，其安装于真空过渡室上，用于测量真空过渡室的真空度；
保护气通道，其设置于真空过渡室上，用于向真空过渡室内充入与真空室相同的气体；
放气阀，其设置于真空过渡室上，用于将真空过渡室与大气连通。
2.如权利要求1所述的在线加粉真空过渡仓装置，其特征在于，所述真空泵与过渡粉仓之间设置有隔板。
3.如权利要求1或2所述的在线加粉真空过渡仓装置，其特征在于，所述真空计与过渡粉仓之间设置有隔板。
4.如权利要求1所述的在线加粉真空过渡仓装置，其特征在于，所述过渡粉仓设置有盖板。
5.一种电子束增材制造设备，其包括有真空室和设置于真空室内的真空室粉仓，其特征在于，所述电子束增材制造设备还包括有如权利要求1-4任一项所述的在线加粉真空过渡仓装置。
6.如权利要求5所述的电子束增材制造设备，其特征在于，所述真空室粉仓内设有加粉提示触发开关。
7.如权利要求5所述的电子束增材制造设备，其特征在于，所述真空室粉仓内设有加粉提示触发开关和粉末余量测量探头，所述过渡粉仓内设有粉末装载量测量探头。
8.如权利要求5-7任一项所述的电子束增材制造设备，其特征在于，所述真空室粉仓设置有盖板。
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