一种增材制造激光成型系统集成设备的控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种增材制造激光成型系统集成设备的控制系统，属于增材制造技术领域，该控制系统，包括：粉末循环系统，粉末循环系统包括进料桶、筛分装置、储料桶、收料装置、送料装置、真空机组；气体循环系统，气体循环系统包括真空机组、惰性气体入口、储气罐、循环泵和过滤器。本实用新型专利技术通过粉末循环系统各个相关装置的有效控制，实现激光成型模块粉末的输送，以及后处理模块的后处理室中的粉末的循环利用；通过气体循环系统各个装置的控制，实现激光成型模块的惰性气体保护与热处理模块的高真空环境；提高增材制造工艺流程效率，减少金属粉末和惰性气体的浪费，改善操作人员环境并降低粉末危害。

A Control System for Integrated Equipment of Laser Forming System for Adding Material Manufacturing

The utility model relates to a control system for the integrated equipment of the laser forming system for adding material manufacturing, which belongs to the technical field of adding material manufacturing. The control system includes: powder circulating system, powder circulating system includes feeding barrel, screening device, storage barrel, receiving device, feeding device and vacuum unit; gas circulating system, gas circulating system includes vacuum unit and inert gas unit. Inlet, gas storage tank, circulating pump and filter. The utility model realizes powder conveying of the laser forming module and powder recycling in the post-processing room of the post-processing module through effective control of the relevant devices of the powder circulating system; realizes inert gas protection of the laser forming module and high vacuum environment of the heat treatment module through the control of each device of the gas circulating system; and improves the efficiency of the process flow of the material adding manufacturing. Rate, reduce the waste of metal powder and inert gas, improve the environment of operators and reduce powder hazards.

【技术实现步骤摘要】
一种增材制造激光成型系统集成设备的控制系统
本技术属于增材制造
，特别是涉及一种增材制造激光成型系统集成设备的控制系统。
技术介绍
增材制造技术所用的原材料通常有粉料、丝料、化学液体等，而目前工业应用的主流技术都是利用激光或电子束为能量源将粉末熔化或粘结成型，例如SLM、SLS、EBM等技术。这些技术采用的原材料均为几十到几百微米的粉末，在成型过程中，通过供粉机构与铺粉机构将粉末均匀平摊在成型表面上，再利用激光等能量源将表面特定几何形状区域的粉末熔化，产生冶金结合，最终使零件立体成型。由于成型结束后的零件埋没在成型轴的粉堆中，需要将多余的粉末清除掉才能取出，同时取出的成型件内腔中也存在大量粉末需要清除，目前常用的方式主要靠人工铲粉和敲打成型件，此过程不仅效率低下，还造成粉末与人体的过多接触，危害人体健康，同时也造成过多粉末浪费。另一方面，对于成型后的金属件，为了消除一定的应力集中问题，需要快速的将成型件送入退火炉中进行热处理，长时间的清粉过程会对成型件热处理性能造成影响。故激光成型过程、粉末后处理过程与成型件热处理过程需要一个统一的系统集成设备与相应的设备控制系统，来克服目前独立的操作流程下所造成的成型件性能影响、粉末浪费、人体危害等不利因素。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种增材制造激光成型系统集成设备的控制系统，采用该控制系统进行粉末循环控制和气体循环控制，提高了增材制造工艺流程效率，减少了金属粉末和惰性气体的浪费，改善操作人员环境并降低粉末危害。本技术的目的在于提供一种增材制造激光成型系统集成设备的控制系统，包括：粉末循环系统，用于激光成型模块粉末的输送以及后处理模块粉末的回收循环再利用；所述粉末循环系统包括进料桶、筛分装置、储料桶、收料装置、送料装置、真空机组；所述进料桶、筛分装置、储料桶、送料装置、真空机组和储料桶依次相连，后处理室、收料装置和真空机组的进气端依次相连，所述收料装置与筛分装置相连。气体循环系统，用于实现激光成型模块的惰性气体保护、后处理模块的粉末循环、以及热处理模块的高真空环境；所述气体循环系统包括真空机组、惰性气体入口、储气罐、循环泵和过滤器；成型室、热处理室分别与真空机组的进气端相连，所述真空机组的出气端、储气罐和成型室依次相连，所述惰性气体入口分别与成型室、热处理室相连，所述成型室、过滤器、循环泵依次首尾相连构成一个气体循环回路；所述成型室上设有废气排放口。通过粉末循环系统各个相关装置的有效控制，实现激光成型模块粉末的输送，以及后处理模块的后处理室中的粉末，经过收料、筛分、送料等过程运输到激光成型模块的成型室中，从而实现粉末的循环利用。通过气体循环系统各个装置的控制，实现激光成型模块的惰性气体保护与热处理模块的高真空环境。在上述技术方案中，优选的，所述真空机组的出气端还设有废气排放口，所述真空机组的出气端的废气排放口上设有开关阀。在上述技术方案中，优选的，所述进料桶与筛分装置之间、所述储料桶的出料口与送料装置的料桶之间、所述送料装置的顶部出气口处、所述真空机组的出气端与储料桶的出料口之间、所述后处理室与收料装置的料桶之间、所述收料装置的料桶与筛分装置之间、以及所述收料装置的顶部出气口处均设有开关阀。在上述技术方案中，优选的，所述成型室与真空机组的进气端之间、所述真空机组的出气端与储气罐之间、所述热处理室与真空机组的进气端之间、所述惰性气体入口与热处理室之间、以及所述成型室的废气排放口上均设有开关阀；所述惰性气体入口与成型室之间依次设有开关阀和调节阀，所述储气罐与成型室之间设有调节阀。在上述技术方案中，优选的，所述收料装置和送料装置的上部均设有滤芯。上部装有滤芯将气体排走，下部用于隔离输送过来的粉末。在上述技术方案中，优选的，所述筛分装置的出口还连接有废料桶，所述筛分装置与废料桶之间也设有开关阀。筛分装置通过提供机械震动与超声波振动将进入的粉末筛分出来，合格的粉末进入储料桶并往出料口提供粉末的连续供应，不合格的粉末进入废料桶。在上述技术方案中，进一步优选的，所述进料桶、储料桶、废料桶、收料装置和送料装置上均布置有物料传感器。物料传感器用于检测各装置中粉末的堆积量。在上述技术方案中，优选的，所述真空机组的两端均设有滤芯。通过真空机组提供的连续气流运动，带动粉末在各个装置中的传输过程。采用上述控制系统进行增材制造激光成型系统集成设备的控制方法，包括粉末循环系统控制方法和气体循环系统控制方法；所述粉末循环系统控制方法包括激光成型模块粉末的输送方法以及后处理模块粉末的回收循环再利用方法；所述激光成型模块粉末的输送方法，包括如下步骤：步骤001：向进料桶中添加粉末，当进料桶的物料传感器检测进料桶中粉末量已满时，停止添加粉末；步骤002：开启筛分装置，打开进料桶与筛分装置之间的开关阀、以及筛分装置与废料桶之间的开关阀，使进料桶中的粉末过筛并进入储料桶中，无法过筛的废料进入废料桶中；当储料桶的物料传感器检测储料桶中粉末量与废料桶的物料传感器检测废料桶中粉末量，有一个已满时，关闭进料桶与筛分装置之间的开关阀、以及筛分装置与废料桶之间的开关阀，关闭筛分装置；步骤003：开启真空机组，打开送料装置的顶部出气口处的开关阀、储料桶的出料口与送料装置的料桶之间的开关阀以及真空机组的出气端与储料桶的出料口之间的开关阀；储料桶中已进入出料口中的粉末，在气流的带动下输送到送料装置的料桶中，同时气体通过送料装置上部的滤芯，返回到真空机组中，实现循环气体对粉末的持续输送；当送料装置的物料传感器检测粉末量已满时，关闭送料装置的顶部出气口处的开关阀、储料桶的出料口与送料装置的料桶之间的开关阀以及真空机组的出气端与储料桶的出料口之间的开关阀，关闭真空机组；送料装置中的粉末进入激光成型模块的成型室中，完成粉末的输送过程。所述后处理模块粉末的回收循环再利用方法，是将后处理模块中后处理室中脱离的粉末进行回收，通过筛分后再输送至激光成型模块的成型室中，完成粉末的循环利用；包括如下步骤：步骤101：开启真空机组，打开后处理室与收料装置的料桶之间的开关阀、收料装置的顶部出气口处的开关阀以及真空机组的出气端的废气排放口上的开关阀，使后处理模块的后处理室中的粉末，在气流的带动下输送到收料装置的料桶中，同时气体通过收料装置上部的滤芯，返回到真空机组中，实现循环气体对粉末的持续输送；当收料装置上的物料传感器检测收料装置中粉末量已满时，关闭后处理室与收料装置的料桶之间的开关阀、收料装置的顶部出气口处的开关阀以及真空机组的出气端的废气排放口上的开关阀，关闭真空机组；步骤102：开启筛分装置，打开收料装置的料桶与筛分装置之间的开关阀以及筛分装置与废料桶之间的开关阀，使收料装置中的粉末过筛并进入储料桶中，无法过筛的废料进入废料桶中；当储料桶的物料传感器检测储料桶中粉末量与废料桶的物料传感器检测废料桶中粉末量，有一个已满时，关闭收料装置的料桶与筛分装置之间的开关阀以及筛分装置与废料桶之间的开关阀，关闭筛分装置；步骤103：开启真空机组，打开送料装置的顶部出气口处的开关阀、储料桶的出料口与送料装置的料桶之间的开关阀以及真空机组的出气端与储料桶的出料口之间的开关阀；储料桶中已进入出料口中的粉末，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造激光成型系统集成设备的控制系统，其特征在于：包括：粉末循环系统，用于激光成型模块粉末的输送以及后处理模块粉末的回收循环再利用；所述粉末循环系统包括进料桶、筛分装置、储料桶、收料装置、送料装置、真空机组；所述进料桶、筛分装置、储料桶、送料装置、真空机组和储料桶依次相连，后处理室、收料装置和真空机组的进气端依次相连，所述收料装置与筛分装置相连；气体循环系统，用于实现激光成型模块的惰性气体保护、后处理模块的粉末循环、以及热处理模块的高真空环境；所述气体循环系统包括真空机组、惰性气体入口、储气罐、循环泵和过滤器；成型室、热处理室分别与真空机组的进气端相连，所述真空机组的出气端、储气罐和成型室依次相连，所述惰性气体入口分别与成型室、热处理室相连，所述成型室、过滤器、循环泵依次首尾相连构成一个气体循环回路；所述成型室上设有废气排放口。

【技术特征摘要】
1.一种增材制造激光成型系统集成设备的控制系统，其特征在于：包括：粉末循环系统，用于激光成型模块粉末的输送以及后处理模块粉末的回收循环再利用；所述粉末循环系统包括进料桶、筛分装置、储料桶、收料装置、送料装置、真空机组；所述进料桶、筛分装置、储料桶、送料装置、真空机组和储料桶依次相连，后处理室、收料装置和真空机组的进气端依次相连，所述收料装置与筛分装置相连；气体循环系统，用于实现激光成型模块的惰性气体保护、后处理模块的粉末循环、以及热处理模块的高真空环境；所述气体循环系统包括真空机组、惰性气体入口、储气罐、循环泵和过滤器；成型室、热处理室分别与真空机组的进气端相连，所述真空机组的出气端、储气罐和成型室依次相连，所述惰性气体入口分别与成型室、热处理室相连，所述成型室、过滤器、循环泵依次首尾相连构成一个气体循环回路；所述成型室上设有废气排放口。2.根据权利要求1所述的增材制造激光成型系统集成设备的控制系统，其特征在于：所述真空机组的出气端还设有废气排放口，所述真空机组的出气端的废气排放口上设有开关阀。3.根据权利要求1所述的增材制造激光成型系统集成设备的控制系统，其特征在于：所述进料桶与筛分装置之间、所述储料桶的出料口与送料装置的料...

【专利技术属性】
技术研发人员：程锦泽，谭鹏刚，关凯，李广生，
申请(专利权)人：天津镭明激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12