激光3D打印烟尘干式过滤装置和方法及过滤芯更换方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及金属增材制造领域，公开了一种激光3D打印烟尘干式过滤装置和方法及过滤芯更换方法。该过滤装置包括干式过滤仓、进气管、出气管以及推动气体运行的风机，所述进气管和出气管分别与干式过滤仓相连通，所述干式过滤仓中设置有过滤芯，所述干式过滤仓设置有进液口和出液口，所述进液口上设置有进液阀，所述出液口设置有出液阀。该过滤装置在干式过滤仓上设置进液口和出液口，当需要更换过滤芯时，通过进液口通入液体，静置一段时间后，使过滤芯被充分润湿，再取出旧过滤芯，即可有效防止过滤芯上吸附的烟尘与空气接触后发生自燃，将干式过滤仓清洗并干燥后，即可换上新过滤芯重新工作。

【技术实现步骤摘要】
激光3D打印烟尘干式过滤装置和方法及过滤芯更换方法
本专利技术涉及金属增材制造领域，尤其是一种激光3D打印烟尘干式过滤装置和方法及过滤芯更换方法。
技术介绍
增材制造又称3D打印，能够成型复杂形状零件、成型精度高、节约材料，具有复杂物品成型的成本优势，能够进行个性化定制服务，简化了生产流程，而且生产过程中节能环保。目前已广泛应用于航空航天、生物医疗和模具等行业。激光选区熔化是目前最常用的金属3D打印技术，这种技术是使用激光束照射预先铺展好的金属粉末，粉末熔化一层，基板下降一层，再铺一层粉，再熔化一层，逐层累加，直到零件加工完成。激光束在熔化金属粉末的过程中，会因为粉末中含有的杂质元素而产生烟尘，这些烟尘要是不及时吸走，会掉落在粉床上或漂浮到加工仓内壁上，影响机器的加工质量。目前的激光3D打印设备都需要配备烟尘干式过滤装置，用于过滤金属3D打印过程中产生的烟尘。现有的烟尘过滤装置主要分为干式过滤和湿式过滤两大类，其中干式过滤主要依靠设置于干式过滤仓中的过滤芯实现烟尘的过滤，而湿式过滤则通常采用水浴实现过滤。金属3D打印中，对于设备内的湿度有着较为严格的要求，若湿度过高，会严重影响3D打印质量。因此，在3D打印设备中通常采用的是干式过滤装置实现过滤。对于干式过滤装置而言，其内通常不能通入液体，否则液体与吸收的烟尘混合会堵住过滤芯，使其失去过滤功能。在金属3D打印过程中，过滤的烟尘是高度碳化的细微金属颗粒，这些细微的金属烟尘暴露在空气中容易发生自燃甚至爆炸。然而现有的过滤装置在更换过滤芯时，需要人为将用过的过滤芯从设备中取出，再更换新的过滤芯，在此过程中过滤芯吸收的烟尘直接暴露在空气中，有发生自燃的风险。此外，现有的烟尘过滤装置还存在以下问题。1、在烟尘过滤过程中，为了彻底吸走打印过程中的烟尘，需要较大的风速，这样难于避免会将小部分金属粉末吸走，造成粉末材料的浪费。2、过滤芯的使用寿命较短，需要频繁更换，增加了使用成本。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种激光3D打印烟尘干式过滤装置和方法及过滤芯更换方法，防止在更换过滤芯过程时过滤芯吸收的烟尘暴露于空气中发生自燃。本专利技术公开的激光3D打印烟尘干式过滤装置，包括干式过滤仓、进气管、出气管以及推动气体运行的风机，所述进气管和出气管分别与干式过滤仓相连通，所述干式过滤仓中设置有过滤芯，所述干式过滤仓设置有进液口和出液口，所述进液口上设置有进液阀，所述出液口设置有出液阀。优选地，所述干式过滤仓内设置有液位监测仪。优选地，所述过滤芯包括一级过滤芯和二级过滤芯，所述一级过滤芯对应进气管设置，所述二级过滤芯对应出气管设置；所述一级过滤芯和二级过滤芯分别连接有压缩气体喷击管，所述压缩气体喷击管上设置有喷击阀。优选地，所述一级过滤芯和二级过滤芯下方设置有接料斗，所述接料斗底部连接有残留烟尘收集盒，所述接料斗底部设置有排料阀，所述残留烟尘收集盒进口处设置有进料阀。优选地，所述二级过滤芯与出气管之间设置有三级过滤芯。优选地，所述进气管内设置有一级挡风墙，所述一级挡风墙下方设置有一级粗过滤收集罐。优选地，所述进气管内还设置有二级挡风墙，所述二级挡风墙位于一级挡风墙与干式过滤仓之前，所述二级挡风墙下方设置有二级粗过滤收集罐，所述二级挡风墙与水平面的夹角大于一级挡风墙与水平面的夹角。优选地，所述一级挡风墙与水平面的夹角为35-40°，所述二级挡风墙与水平面的夹角为45-50°。优选地，所述的激光3D打印烟尘干式过滤装置设置有人机交互控制器，所述进气管与干式过滤仓的连接处设置有风速传感器，所述干式过滤仓内设置有氧含量监测仪和气压监测仪，所述人机交互控制器分别与风速传感器、氧含量监测仪、气压监测仪以及风机电连接。采用所述激光3D打印烟尘干式过滤装置的烟尘过滤方法，包括如下步骤：将进气管和出气管与3D打印设备相连接，形成烟尘过滤的气体循环通道；在3D打印设备运行时，开启风机，当激光3D打印设备使用的粉末松装密度大于4g/cm3时，过滤时进气管风速控制在18-20m/s范围；当激光3D打印设备使用的粉末松装密度小于4g/cm3时，过滤时进气管风速控制在15-18m/s范围；3D打印过程中产生的烟尘从进气管进入干式过滤仓，经干式过滤仓过滤后返回3D打印设备。优选地，每隔30-40分钟向一级过滤芯通入压缩保护气体，使一级过滤芯吸收的烟尘颗粒受喷击震落；每隔60-70分钟向二级过滤芯通入压缩保护气体，使二级过滤芯吸收的烟尘颗粒受喷击震落；震落的烟尘进入残留烟尘收集盒，当残留烟尘收集盒收集满后，关闭接料斗的排料阀和残留烟尘收集盒的进料阀，取下已装满的残留烟尘收集盒，换上新的残留烟尘收集盒。所述激光3D打印烟尘干式过滤装置的过滤芯更换方法，包括如下步骤：在需要更换过滤芯时，从进液口向干式过滤仓中注入不与烟尘反应的液体，静置一段时间，使液体充分润湿过滤芯，再通过出液口将液体排出；取出旧过滤芯，对干式过滤仓进行干燥后，安装新的过滤芯。优选地，在更换过滤芯时，先关闭干式过滤仓与外部连接的所有阀门，然后拆开激光3D打印烟尘干式过滤装置与3D打印设备的连接，将激光3D打印烟尘干式过滤装置移动至通风良好的位置，然后在出液口连接注入液体的管道，打开进液阀向干式过滤仓中注入液体；在开始注入液体后，小幅度开启出气阀，使干式过滤仓内气体排出，液体顺利注入干式过滤仓。本专利技术的有益效果是：该激光3D打印烟尘干式过滤装置在干式过滤仓上设置进液口和出液口，当需要更换过滤芯时，通过进液口通入液体，静置一段时间后，使过滤芯被充分润湿，再取出旧过滤芯，即可有效防止过滤芯上吸附的烟尘与空气接触后发生自燃，将干式过滤仓清洗并干燥后，即可换上新过滤芯重新工作。安装三级过滤芯，大大延长使用寿命。同时设计了两级粗过滤和残余烟尘收集仓，可以将多余的烟尘定期清除，让过滤芯的使用寿命更长。增加了自动喷击压缩保护气体震动清理过滤芯功能，让过滤能够保持通畅，起到更好的过滤效果。附图说明图1是本专利技术的示意图。附图标记：干式过滤仓1，万向轮11，进气管2，进气阀21，出气管3，出气阀31，风机4，进液口51，进液阀52，出液口53，出液阀54，液位监测仪55，一级过滤芯61，二级过滤芯62，压缩气体喷击管63，喷击阀64，保护气体储存罐65，三级过滤芯66，接料斗71，残留烟尘收集盒72，排料阀73，进料阀74，一级挡风墙81，一级粗过滤收集罐82，二级挡风墙83，二级粗过滤收集罐84，人机交互控制器9，风速传感器91，氧含量监测仪92，气压监测仪93。具体实施方式下面对本专利技术进一步说明。本专利技术公开的激光3D打印烟尘干式过滤装置，包括干式过滤仓1、进气管2、出气管3以及推动气体运行的风机4，所述进气管2和出气管3分别与干式过滤仓1相连通，所述干式过滤仓1中设置有过滤芯，所述干式过滤仓1设置有进液口51和出液口53，所述进液口51上设置有进液阀52，所述出液口53设置有出液阀54。在使用时，将进气管2和出气管3与3D打印设备相连接，形成烟尘过滤的气体循环通道，含有烟尘的气体从3D打印设备中被抽出，经过干式过滤仓1中的过滤芯的过滤后，回到3D打印设备中，所述进气管2上通常设置有进气阀21，出气管3上通常设置有出气阀31，以实现气流的通断。在此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.激光3D打印烟尘干式过滤装置，包括干式过滤仓(1)、进气管(2)、出气管(3)以及推动气体运行的风机(4)，所述进气管(2)和出气管(3)分别与干式过滤仓(1)相连通，所述干式过滤仓(1)中设置有过滤芯，其特征在于，所述干式过滤仓(1)设置有进液口(51)和出液口(53)，所述进液口(51)上设置有进液阀(52)，所述出液口(53)设置有出液阀(54)。

【技术特征摘要】
1.激光3D打印烟尘干式过滤装置，包括干式过滤仓(1)、进气管(2)、出气管(3)以及推动气体运行的风机(4)，所述进气管(2)和出气管(3)分别与干式过滤仓(1)相连通，所述干式过滤仓(1)中设置有过滤芯，其特征在于，所述干式过滤仓(1)设置有进液口(51)和出液口(53)，所述进液口(51)上设置有进液阀(52)，所述出液口(53)设置有出液阀(54)。2.如权利要求1所述的激光3D打印烟尘干式过滤装置，其特征在于，所述干式过滤仓(1)内设置有液位监测仪(55)。3.如权利要求1所述的激光3D打印烟尘干式过滤装置，其特征在于，所述过滤芯包括一级过滤芯(61)和二级过滤芯(62)，所述一级过滤芯(61)对应进气管(2)设置，所述二级过滤芯(62)对应出气管(3)设置；所述一级过滤芯(61)和二级过滤芯(62)分别连接有压缩气体喷击管(63)，所述压缩气体喷击管(63)上设置有喷击阀(64)。4.如权利要求3所述的激光3D打印烟尘干式过滤装置，其特征在于，所述一级过滤芯(61)和二级过滤芯(62)下方设置有接料斗(71)，所述接料斗(71)底部连接有残留烟尘收集盒(72)，所述接料斗(71)底部设置有排料阀(73)，所述残留烟尘收集盒(72)进口处设置有进料阀(74)。5.如权利要求3所述的激光3D打印烟尘干式过滤装置，其特征在于，所述二级过滤芯(62)与出气管(3)之间设置有三级过滤芯(66)。6.如权利要求1所述的激光3D打印烟尘干式过滤装置，其特征在于，所述进气管(2)内设置有一级挡风墙(81)，所述一级挡风墙(81)下方设置有一级粗过滤收集罐(82)。7.如权利要求6所述的激光3D打印烟尘干式过滤装置，其特征在于，所述进气管(2)内还设置有二级挡风墙(83)，所述二级挡风墙(83)位于一级挡风墙(81)与干式过滤仓(1)之前，所述二级挡风墙(83)下方设置有二级粗过滤收集罐(84)，所述二级挡风墙(83)与水平面的夹角大于一级挡风墙(81)与水平面的夹角。8.如权利要求6所述的激光3D打印烟尘干式过滤装置，其特征在于，所述一级挡风墙(81)与水平面的夹角为35-40°，所述二级挡风墙(83)与水平面的夹角为45-50°。9.如权利要求1所述的激光3D打印烟尘干式过滤装置，其特征在于，设置有人机交互控制器(9)，所述进气管(2)与干式过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，刘睿诚，吴利苹，周小锋，邹善方，
申请(专利权)人：成都登特牙科技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51