用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备，包括连接至SLM设备的成型室内的进风口、回风口以及连接于两者之间的过滤装置，所述过滤装置包括粗滤装置和精滤装置，且粗滤装置的出风通口通过管路连接至精滤装置，所述精滤装置至少包括两个滤筒，所述出风通口通过精滤进气支管分别连通至两个滤筒，每根所述精滤进气支管上设置有连通或截止滤筒与出风通口导通的气动阀。该循环净化设备能够在正常加工运行状态下进行滤芯的更换以及废料的处理，以减少因停机更换滤芯造成的时间和惰性气体的浪费。

Gas cycle purification continuous operation equipment for laser selective melting manufacture

The utility model discloses a gas recycle for selective laser melting purification equipment manufacturing continuous operation, filtration device, air inlet, air return and the connection between the two forming chamber including connection to a SLM device, the filter comprises a rough filtration device and filtration device, and the outlet through a rough filtration device the pipeline is connected to the filter, the fine filter device comprises at least two filter cylinder, the air outlet port through the intake pipe are respectively connected to the fine filter two filter cartridges, each of the fine filter is arranged on the intake pipe is communicated or cut off the filter cylinder and air vent conduction pneumatic valve. The cycle cleaning equipment can perform the replacement of the filter core and the treatment of waste in normal operation, so as to reduce the time and the waste of inert gas due to the stopping of the replacement filter element.

【技术实现步骤摘要】
用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备
本技术涉及增材制造领域，特别是涉及一种用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备。
技术介绍
选择性激光熔化SLM（SelectiveLaserMelting）技术是金属增材制造的一种方法。SLM技术采用的加工材料为粒径大约为15μm-50μm的金属粉末。在加工过程中，激光器发出激光，经光学系统处理后照射到加工平面上，在控制系统控制下，激光按照导入至系统中的STL文件所计算的轮廓曲线，对金属粉末铺成的粉床进行扫描，使金属粉末融化形成成品。在激光扫描粉床的过程中，激光照射下的金属粉末很容易在高温条件下与空气中的氧气发生氧化反应，因此需要在密闭的成型室中通入高纯度的氮气、氩气等惰性气体对激光扫描过程进行惰性气体保护，防止金属粉末高温氧化。但是，形成粉床的金属粉末仍旧会将部分氧气带入成型室，加之成型室本身无法做到绝对密封，因此，在成型室中会存在一些由于金属粉末氧化所产生的烟尘。同时，由于激光能量的冲击作用以及成型室内气流的扰动等因素，大量的烟尘附着到粉床上，直接影响粉床表面对激光能量的吸收，最终影响金属成型件的质量。如果将带有烟尘的保护气体直接排出到成型室外，不仅造成了保护气体的浪费，又造成了环境的污染。因此，有必要对成型室内的气体进行循环净化。授权公告号为CN201420623918.7的专利文件中公布了一种用于金属3D打印机密封舱气氛除氧及循环净化的滤筒。其技术方案中：成型室内的高粉尘气体进入滤筒后，经过滤筒中滤芯的过滤作用，再进入精滤滤芯进行细致的过滤，净化后的保护气体重新进入成型室内，实现了3D作业中的循环净化。该净化系统设备在实际加工过程中，精滤部分的滤芯每间隔一段时间需要进行更换，当滤芯达到使用极限后，滤芯上的压差报警器会报警，此时必须同时停止成型室内的打印动作以及净化系统设备，以更换精滤的滤芯。再次重启设备前，由于更换滤芯会导致净化系统设备内带入氧气，再次启动前需要对净化系统设备以及成型室进行重新排氧，耗时较长且需要停机，影响生产效率，重新对成型室进行排氧会浪费部分惰性气体。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备，该循环净化设备能够在正常加工运行状态下进行滤芯的更换以及废料的处理，以减少因停机更换滤芯造成的时间和惰性气体的浪费。为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：一种用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备,包括连接至SLM设备的成型室内的进风口、回风口以及连接于两者之间的过滤装置，所述过滤装置包括粗滤装置和精滤装置，且粗滤装置的出风通口通过管路连接至精滤装置，所述精滤装置至少包括两个滤筒，所述出风通口通过精滤进气支管分别连通至每个滤筒，每根所述精滤进气支管上设置有连通或截止滤筒与出风通口导通的气动阀。通过采用上述技术方案，进风口和回风口连接至SLM设备的成型室，分别完成将成型室内的带净化的气体引入和净化后的空气引出的功能，粗滤装置与精滤装置对进风口引入的气体进行分级过滤，由于精滤装置的更换频率高，这里至少设置两个滤筒，两者以备一用，每个滤筒上的精滤进气支管引入待精滤气体，通过气压推动气动阀的阀芯即可打开或者截止该气动阀对应的滤筒，以选择其是否进入工作状态。当前工作的滤筒内的铝达到更换上限时，驱动它所对应的气动阀将对应的精滤进气支管截断，阻止氧气进入，并同时开启另外的至少一个滤筒上的精滤进气支管，使其进入工作状态，以保证SLM设备可以继续工作并保持内部气体的持续循环净化。本技术进一步设置为：所述粗滤装置包括旋风除尘器，所述旋风除尘器包括与进风口通过管路连通的进风通口、与精滤装置连通的出风通口，以及除尘筒体，所述除尘筒体的下端设置排灰口，所述旋风除尘器通过排灰口连接有集料罐。通过采取上述技术方案，粗滤环节中的气体，会夹杂有大量的氧化粉尘以及打印用的金属粉末，并且，即使农户粉末氧化后形成的粉尘粒径要小于原本的金属粉末的粒径，因此通过旋风除尘器的优良的沉降效果，将粒径较大的金属粉末沉积至排灰口，并进入集料罐进行物料回收，这个集料罐内的物料经过筛选后可以重复利用，以节约金属粉末，防止粉末被带到气体循环净化设备而损耗。本技术进一步设置为：所述排灰口与集料罐之间设置有气体控制组件，所述气体控制组件包括至少一个设置于排灰口上的蝶阀以及连接于蝶阀与集料罐之间的管体，所述集料罐上设置有充气口，所述管体上设置有排氧口。通过采用上述技术方案，集料罐内的金属粉末收集满后，需要拆下集料罐将物料倾倒出来，拆下集料罐的时间段内以及再次安装集料管时，都可能向过滤装置内带入氧气，设置的蝶阀可以截断排灰口，以防止拆去集料罐后空气从排灰口进入旋风除尘器；通过蝶阀截断排灰口后，重新安装至过滤装置内的集料罐可以通过充气口和排氧口进行局部排氧，即将外部的惰性气体通过充气口充入集料罐，并逐渐将其内部的空气从排氧口挤出直至氧气浓度满足要求。本技术进一步设置为：所述滤筒底部设置有排灰口，所述排灰口上设置有与滤筒连通的集料罐，所述排灰口与集料罐之间设置有气体控制组件，所述气体控制组件包括至少一个设置于排灰口上的第一蝶阀以及连接于第一蝶阀与集料罐之间的管体，所述集料罐上设置有充气口，所述管体上设置有排氧口。通过采用上述技术方案，滤筒为精滤装置的过滤部件，其排灰口排出的为氧化的灰尘，用作集尘的集料罐内充满灰尘后，需要拆下集料罐将物料倾倒出来，拆下集料罐的时间段内以及再次安装集料管时，都可能向过滤装置内带入氧气，设置的第一蝶阀可以截断排灰口，以防止拆去集料罐后空气从排灰口进入旋风除尘器；通过第一蝶阀截断排灰口后，重新安装至过滤装置内的集料罐可以通过充气口和排氧口进行局部排氧，即将外部的惰性气体通过充气口充入集料罐，并逐渐将其内部的空气从排气口挤出直至氧气浓度满足要求。本技术进一步设置为：所述管体与集料罐之间还设置有第二蝶阀，所述滤筒的顶部设置有排气口。通过采用上述技术方案，滤筒在堵塞面积达到上限后需要更换内部的滤芯，更换滤芯后的滤筒再次接入，会带入空气，此时，关断第二蝶阀并打开第一蝶阀，将集料罐局部排氧时用的排氧口用作惰性气体的充入口，再通过滤筒顶部的排气口将内部空气排出。引入第二蝶阀，可以避免料筒不能独立于集料罐单独排氧。本技术进一步设置为：所述滤筒由上至下包括封头、外筒以及锥桶，所述封头与外筒固定，所述锥桶与外筒之间通过拉紧搭扣可拆卸连接。通过采用上述技术方案，锥桶通过拉紧搭扣设置于外筒底部，更换滤筒内的滤芯时，可以通过拉紧搭扣拆卸下锥桶，并通过拆去锥桶后外筒暴露的开口拆换内部滤芯。本技术进一步设置为：所述精滤装置与回风口之间通过精滤出气主管连接，所述精滤出气主管上还设置有一换向阀以及与换向阀连通的放散进气管，所述放散进气管的端部形成放散口。通过采用上述技术方案，气体循环净化连续作业设备在接入SLM设备时，需要进行排氧，此时，放散口可以作为气体循环净化连续作业设备本身的气体出口，而不必将气体通过回风口进入气体循环净化连续作业设备再进行排氧，提升排氧效率。本技术进一步设置为：所述放散口上设置有滤盒，所述滤盒上设置有至少一块可拆卸的挡板，所述滤盒内部填充过滤棉。通过采用上述技术方案，滤盒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备，包括连接至SLM设备的成型室内的进风口（4）、回风口（5）以及连接于两者之间的过滤装置，所述过滤装置包括粗滤装置和精滤装置，且粗滤装置的出风通口（61）通过管路连接至精滤装置，其特征是，所述精滤装置至少包括两个滤筒，所述出风通口（61）通过精滤进气支管（7）分别连通至每个滤筒，每根所述精滤进气支管（7）上设置有连通或截止滤筒与出风通口（61）导通的气动阀（42）。

【技术特征摘要】
1.一种用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备，包括连接至SLM设备的成型室内的进风口（4）、回风口（5）以及连接于两者之间的过滤装置，所述过滤装置包括粗滤装置和精滤装置，且粗滤装置的出风通口（61）通过管路连接至精滤装置，其特征是，所述精滤装置至少包括两个滤筒，所述出风通口（61）通过精滤进气支管（7）分别连通至每个滤筒，每根所述精滤进气支管（7）上设置有连通或截止滤筒与出风通口（61）导通的气动阀（42）。2.根据权利要求1所述的用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备，其特征是，所述粗滤装置包括旋风除尘器（6），所述旋风除尘器（6）包括与进风口（4）通过管路连通的进风通口（60）、与精滤装置连通的出风通口（61），以及除尘筒体（62），所述除尘筒体（62）的下端设置排灰口（64），所述旋风除尘器（6）通过排灰口（64）连接有集料罐（9）。3.根据权利要求2所述的用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备，其特征是：所述排灰口（64）与集料罐（9）之间设置有气体控制组件（8），所述气体控制组件（8）包括至少一个设置于排灰口（64）上的蝶阀以及连接于蝶阀与集料罐（9）之间的管体，所述集料罐（9）上设置有充气口（93），所述管体上设置有排氧口（82）。4.根据权利要求1所述的用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备，其特征是：所述滤筒底部设置有排灰口（64），所述排灰口上设置有与滤筒连通的集料罐（9），所述排灰口与集料罐(9)之间设置有气体控制组件（8），所述气体控制组件（8）包括至少一个设置于排灰口（64）上的第一蝶阀（80）以及连接于第一蝶阀（80）与集料罐（9）之间的管体，所述集料罐（9）上设置有充气口（93），所述管体上设置有排氧口（82）。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志国，马凤，陈少博，
申请(专利权)人：北京易加三维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11