一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统和方法技术方案

本发明专利技术提供的一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统和方法，包括工作腔氧压调控模块、循环过滤装置氧压调控模块、清粉平台氧压调控模块、PSV装置氧压调控模块和控制模块，所述控制模块通过所述工作腔氧压调控模块、循环过滤装置氧压调控模块、清粉平台氧压调控模块和PSV装置氧压调控模块调控金属增材制造设备的工作腔、循环过滤装置、清粉平台和PSV装置内部氧气的含量、空气压力以及滤芯内外的空气压差；本发明专利技术所提供的一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统和方法，能够灵活控制增材制造装备中各个氧压调控区的参数来达到成形所需要的氧压条件。有利于节省生产成本，而且能更稳定的进行氧压控制，显著提高制件的成形质量和成形精度。质量和成形精度。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统和方法


[0001]本专利技术涉及增材制造
，具体为一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统，同时还提供一种适用于金属增材制造设备的氧压调控方法。

技术介绍

[0002]增材制造技术，又称快速原型制造，是基于数字化离散堆积思想的新型材料成形技术。该技术具有原料利用率高、成形时间短、易于设计复杂结构产品等优点。而选择性激光烧结技术和选择性激光熔化技术是增材制造的重要组成部分，其工作原理是在激光束的作用下，将所选区域内的粉末材料进行烧结或者熔化并将其逐层叠加，从而制得先进材料。
[0003]传统的氧压调控为在工作腔中通入单一流量的保护气体或者采用人工的方式进行调节保护气体的流量。采用传统的氧压调控，会导致氧压不稳定，影响制件的成形质量和成形精度。同时，由于保护气体的成本高昂，采用传统的氧压调控会增加保护气体的消耗，导致生产成本增加。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所提供的一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统和方法，能够灵活控制增材制造装备中各个氧压调控区的参数来达到成形所需要的氧压条件。有利于节省生产成本，而且能更稳定的进行氧压控制，显著提高制件的成形质量和成形精度。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统，包括工作腔氧压调控模块、循环过滤装置氧压调控模块、清粉平台氧压调控模块、PSV装置氧压调控模块和控制模块，所述控制模块通过所述工作腔氧压调控模块、循环过滤装置氧压调控模块、清粉平台氧压调控模块和PSV装置氧压调控模块调控金属增材制造设备的工作腔、循环过滤装置、清粉平台和PSV装置内部氧气的含量、空气压力以及滤芯内外的空气压差。
[0007]在其中一个实施例中，所述工作腔氧压调控模块包括氮氩切换电磁阀、减压电磁阀、大小流量切换电磁阀、电气比例阀、排气电磁阀、机械泄压阀、流量计、氧分析仪和压力变送器，其中，氮氩切换电磁阀和减压电磁阀相连接，减压电磁阀和大小流量切换电磁阀相连接，大小流量切换电磁阀和电气比例阀相连接，电气比例阀和流量计相连接。
[0008]在其中一个实施例中，所述循环过滤装置氧压调控模块包括进气电磁阀、排气电磁阀、大小流量切换电磁阀、机械泄压阀、流量计、氧传感器、压力开关和压差变送器，其中，进气电磁阀和大小流量切换电磁阀相连接，大小流量切换电磁阀和流量计相连接。
[0009]在其中一个实施例中，所述清粉平台氧压调控模块包括进气电磁阀、排气电磁阀、大小流量切换电磁阀、手动调速阀、机械泄压阀、流量计、氧传感器和压力变送器，其中，进气电磁阀和大小流量切换电磁阀相连接，大小流量切换电磁阀和流量计相连接。
[0010]在其中一个实施例中，所述PSV装置氧压调控模块包括筛分装置调控模块和过滤
装置调控模块，
[0011]所述筛分装置调控模块包括进气电磁阀、排气电磁阀、大小流量切换电磁阀、机械泄压阀、流量计、氧传感器和压力开关，其中，进气电磁阀和大小流量切换电磁阀相连接，大小流量切换电磁阀和流量计相连接；
[0012]所述过滤装置调控模块包括进气电磁阀、排气电磁阀、大小流量切换电磁阀、机械泄压阀、流量计和压差变送器，其中，进气电磁阀和大小流量切换电磁阀相连接，大小流量切换电磁阀和流量计相连接。
[0013]在其中一个实施例中，所述控制模块包括工控机、模拟量采集模块和数字量采集模块，
[0014]所述氧分析仪和氧传感器分别与所述工控机连接，
[0015]所述压力变送器、压差变送器和压力开关分别与所述模拟量采集模块或数字量采集模块连接，所述模拟量采集模块或数字量采集模块分别与所述工控机内部的控制卡连接，
[0016]所述氮氩切换电磁阀、减压电磁阀、大小流量切换电磁阀、电气比例阀、排气电磁阀、机械泄压阀、进气电磁阀和手动调速阀分别与所述模拟量采集模块或数字量采集模块连接，所述模拟量采集模块或数字量采集模块分别与所述工控机内部的控制卡连接。
[0017]在其中一个实施例中，所述工作腔氧压调控模块、循环过滤装置氧压调控模块、清粉平台氧压调控模块、PSV装置氧压调控模块分别还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述数字量控制模块连接，所述数字量采集模块与所述工控机内部的控制卡连接。
[0018]本专利技术还提供一种适用于金属增材制造设备的氧压调控方法，包括如上述所述的一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统，还包括采集步骤和控制步骤，
[0019]所述采集步骤用于采集金属增材制造设备的工作腔、循环过滤装置、清粉平台和PSV装置内部的当前空气的氧含量、当前空气压力以及循环过滤装置和PSV装置内部的滤芯内外当前的空气压差；
[0020]所述控制步骤为工控机基于金属增材制造设备的工作腔、循环过滤装置、清粉平台和PSV装置内部的当前空气的氧含量、当前空气压力以及循环过滤装置和PSV装置内部的滤芯内外当前的空气压差与预设的目标空气氧含量、目标空气压力以及目标滤芯内外的空气压差，组合控制各个模块中的电磁阀的开关来调节工作腔、循环过滤装置、清粉平台和PSV装置内部的空气氧含量、空气压力以及滤芯内外的空气压差。
[0021]在其中一个实施例中，所述采集步骤具体为：
[0022]在工作腔氧压调控模块中，氧分析仪与工控机连接采集工作腔内部当前的空气中的氧含量，压力变送器与模拟量采集模块连接，模拟量采集模块与控制卡连接，控制卡嵌入工控机中，以此来采集工作腔内部当前的空气压力；
[0023]在循环过滤装置氧压调控模块中，氧传感器与工控机连接采集循环过滤装置内部当前的空气中的氧含量；压力开关与数字量采集模块连接，数字量采集模块与控制卡连接，控制卡嵌入工控机中，以此来采集循环过滤装置内部当前的空气压力；压差变送器与模拟量采集模块连接，模拟量采集模块与控制卡连接，控制卡嵌入工控机中，以此来采集循环过滤装置内部的滤芯内外当前的空气压差；
[0024]在清粉平台氧压调控模块中，氧传感器与工控机连接采集当前清粉平台内部当前
的空气中的氧含量；压力变送器与模拟量采集模块连接，模拟量采集模块与控制卡连接，控制卡嵌入工控机中，以此来采集清粉平台内部当前的空气压力；
[0025]在筛分装置调控模块中，氧传感器与工控机连接采集筛分装置内部当前的空气中的氧含量；压力开关与数字量采集模块连接，数字量采集模块与控制卡连接，控制卡嵌入工控机中，以此来采集筛分装置内部当前的空气压力；
[0026]在过滤装置调控模块中，压差变送器与模拟量采集模块连接，模拟量采集模块与控制卡连接，控制卡嵌入工控机中，以此来采集过滤装置内部的滤芯内外当前的空气压差。
[0027]在其中一个实施例中，所述控制步骤具体为：
[0028]在工作腔氧压调控模块中，氮氩切换电磁阀、大小流量切换电磁阀、排气电磁阀以及蜂鸣器分别与数字量控制模块连接，数字量控制模块与控制卡连接；电气比例阀与模拟量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统，其特征在于，包括工作腔氧压调控模块、循环过滤装置氧压调控模块、清粉平台氧压调控模块、PSV装置氧压调控模块和控制模块，所述控制模块通过所述工作腔氧压调控模块、循环过滤装置氧压调控模块、清粉平台氧压调控模块和PSV装置氧压调控模块调控金属增材制造设备的工作腔、循环过滤装置、清粉平台和PSV装置内部氧气的含量、空气压力以及滤芯内外的空气压差。2.根据权利要求1所述的一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统，其特征在于，所述工作腔氧压调控模块包括氮氩切换电磁阀、减压电磁阀、大小流量切换电磁阀、电气比例阀、排气电磁阀、机械泄压阀、流量计、氧分析仪和压力变送器，其中，氮氩切换电磁阀和减压电磁阀相连接，减压电磁阀和大小流量切换电磁阀相连接，大小流量切换电磁阀和电气比例阀相连接，电气比例阀和流量计相连接。3.根据权利要求2所述的一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统，其特征在于，所述循环过滤装置氧压调控模块包括进气电磁阀、排气电磁阀、大小流量切换电磁阀、机械泄压阀、流量计、氧传感器、压力开关和压差变送器，其中，进气电磁阀和大小流量切换电磁阀相连接，大小流量切换电磁阀和流量计相连接。4.根据权利要求3所述的一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统，其特征在于，所述清粉平台氧压调控模块包括进气电磁阀、排气电磁阀、大小流量切换电磁阀、手动调速阀、机械泄压阀、流量计、氧传感器和压力变送器，其中，进气电磁阀和大小流量切换电磁阀相连接，大小流量切换电磁阀和流量计相连接。5.根据权利要求4所述的一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统，其特征在于，所述PSV装置氧压调控模块包括筛分装置调控模块和过滤装置调控模块，所述筛分装置调控模块包括进气电磁阀、排气电磁阀、大小流量切换电磁阀、机械泄压阀、流量计、氧传感器和压力开关，其中，进气电磁阀和大小流量切换电磁阀相连接，大小流量切换电磁阀和流量计相连接；所述过滤装置调控模块包括进气电磁阀、排气电磁阀、大小流量切换电磁阀、机械泄压阀、流量计和压差变送器，其中，进气电磁阀和大小流量切换电磁阀相连接，大小流量切换电磁阀和流量计相连接。6.根据权利要求5所述的一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统，其特征在于，所述控制模块包括工控机、模拟量采集模块和数字量采集模块，所述氧分析仪和氧传感器分别与所述工控机连接，所述压力变送器、压差变送器和压力开关分别与所述模拟量采集模块或数字量采集模块连接，所述模拟量采集模块或数字量采集模块分别与所述工控机内部的控制卡连接，所述氮氩切换电磁阀、减压电磁阀、大小流量切换电磁阀、电气比例阀、排气电磁阀、机械泄压阀、进气电磁阀和手动调速阀分别与所述模拟量采集模块或数字量采集模块连接，所述模拟量采集模块或数字量采集模块分别与所述工控机内部的控制卡连接。7.根据权利要求6所述的一种适用于金属增材制造设备的氧压调控系统，其特征在于，所述工作腔氧压调控模块、循环过滤装置氧压调控模块、清粉平台氧压调控模块、PSV装置氧压调控模块分别还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器与所述数字量控制模块连接，所述数字量采集模块与所述工控机内部的控制卡连接。8.一种适用于金属增材制造设备的氧压调控方法，包括如权利要求7所述的一种适用
于金属增材制造设备的氧压调控系统，其特征在于，包括采集步骤和控制步骤，所述采集步骤用于采集金属增材制造设备的工作腔、循环过滤装置、清粉平台和PSV装置内部的当前空气的氧含量、当前空气压力以及循环过滤装置和PSV装置内部的滤芯内外当前的空气压差；所述控制步骤为工控机基于金属增材制造设备的工作腔、...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱岩，肖畅，罗汉，杨凯，于妍，李道杰，
申请(专利权)人：湖南云箭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：