一種選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環保護一體化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于粉末加工成型【技術領域】，涉及一種選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環保護一體化裝置，金屬密封艙的上端置有激光光路系統；金屬密封艙的一端置有粉末過濾器，另一端置有粉末噴嘴；氧氣過濾器與粉末過濾器連通；第一三向氣閥分別與氧氣過濾器、儲粉罐和循環泵連接；儲粉罐與粉末輥輪連接，第二三向氣閥分別與循環泵、惰性氣體源和氣體加熱器連接；粉末輥輪和氣體加熱器分別與粉末噴嘴連通；金屬密封艙內側底部制有刮粉板，刮粉板連接有惰性氣體排放口；金屬密封艙的底部制有工作臺，工作臺下部制有絲杠轉臺；中央控制系統分別與氧含量傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器連通；其結構簡單，所占內部空間小，集成度高，維護方便，效率高。
【專利說明】一種選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環保護一體化裝置
【技術領域】:
[0001]本實用新型屬于粉末加工成型【技術領域】，涉及一種選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環保護一體化裝置，特別是一種基于粉末噴射技術的選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環保護一體化系統。
【背景技術】:
[0002]選擇性激光熔化SLM是金屬件直接成型的一種方法，是快速成型技術的最新發展，該技術基于快速成型的最基本思想，即逐層熔覆的“增量”制造方式，根據三維CAD模型直接成型具有特定幾何形狀的零件，成型過程中技術粉末完全熔化，產生冶金結合。采用傳統的機械加工手段無法直接制造的形狀結構復雜的金屬零件，是激光快速成型技術應用的主要方向之一，具有以下優點:一是能直接制造高質量的金屬產品，不用任何后處理工藝或者簡單的表面處理，通過簡單的CAD造型和材料選擇即可直接加工出可直接使用的零件，極大地縮短了產品開發周期；二是能得到具有非平衡態過飽和固溶體及均勻細小金相組織的實體，致密度幾乎能達到100%，零件機械性能與鍛造工藝所得相當；三是使用具有高功率密度的激光器，以光斑很小的激光束加工金屬，使得加工出來的金屬零件具有很高的尺寸精度已經好的表面粗糙度；四是由于激光光斑直徑很小，因此能以較低的功率熔化高熔點的金屬，使得用單一成分的金屬粉末老制造零件成為可能，而且可供選用的金屬粉末種類也大大拓寬了 ；五是適合各種復雜形狀的工件，尤其適合內部有復雜異性結構，如中空、三維網格以及用傳統方法無法制造的復雜工件。但是現階段所有的選擇性激光熔化SLM設備均采用刮粉式送粉系統，其系統復雜并且設備成本高，所占內部空間影響光路設計與零件制造空間，并且刮粉片會阻礙新粉層的鋪放，不利于工業化生產。
【發明內容】
:
[0003]本實用新型的發明目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種基于粉末噴射技術的選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環保護一體化裝置，將氣體循環系統與粉末噴射系統結合，實現惰性氣體保護與粉末快速鋪放的一體化，減少惰性氣體的消耗，實現均勻固定厚度的分層鋪放，簡化現有復雜的選擇性激光熔化鋪粉系統，降低設備成本。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的主體結構包括金屬密封艙、激光光路系統、粉末過濾器、氧氣過濾器、第一三向氣閥、儲粉罐、循環泵、粉末輥輪、粉末噴嘴、刮粉板、惰性氣體排放口、工作臺、絲杠轉臺、惰性氣體源、氣體加熱器、第二三向氣閥、第一管道、第二管道、中央控制系統、氧含量傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器；其中儲粉罐、粉末輥輪、惰性氣體源、氣體加熱器和第二三向氣閥連通式組合構成鋪粉系統；粉末過濾器、氧氣過濾器、粉末噴嘴、第一管道和第二管道連通式組合構成保護氣氛循環系統；金屬密封艙的上端安裝置有激光光路系統；金屬密封艙的一端連通式安裝置有粉末過濾器，另一端置有長方形的粉末噴嘴；粉末過濾器通過第一管道與氧氣過濾器的一端連通，氧氣過濾器的另一端與第一三向氣閥的一個接口連通；第一三向氣閥的另兩個接口分別與儲粉罐和循環泵的一端連接；第一三向氣閥與循環泵之間通過第二管道連通；儲粉罐的另一端連接制有粉末輥輪，循環泵的另一端與第二三向氣閥的一個接口連接，第二三向氣閥的另兩個接口分別連接有惰性氣體源和氣體加熱器；粉末輥輪和氣體加熱器分別與粉末噴嘴連通；金屬密封艙內制有粉末噴嘴的一側底部制有刮粉板，刮粉板的一側連接制有惰性氣體排放口 ；金屬密封艙的底部制有工作臺，工作臺下部制有帶動其工作的絲杠轉臺；中央控制系統分別與伸入金屬密封艙的氧含量傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器電信息連通并實現控制。
[0005]本實用新型與現有技術相比，其結構簡單，鋪份系統所占內部空間小，設備集成度高，維護方便，效率高，鋪粉成功率高，保護氣氛循環系統集成壓力、氧含量和濕度傳感器，能實現氧含量IPPM以下，水含量3PPM以下的選擇性激光熔化過程，為后續設備的小型化和工業化創造條件。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0006]圖1為本實用新型的主體結構原理示意圖。
【具體實施方式】:
[0007]下面通過具體實施例并結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0008]實施例:
[0009]本實施例的主體結構包括金屬密封艙1、激光光路系統2、粉末過濾器3、氧氣過濾器4、第一三向氣閥5、儲粉罐6、循環泵7、粉末棍輪8、粉末噴嘴9、刮粉板10、惰性氣體排放口 11、工作臺12、絲杠轉臺13、惰性氣體源14、氣體加熱器15、第二三向氣閥16、第一管道17、第二管道18、中央控制系統19、氧含量傳感器20、濕度傳感器21和壓力傳感器22 ;其中儲粉罐6、粉末輥輪8、惰性氣體源14、氣體加熱器15和第二三向氣閥16連通式組合構成鋪粉系統；粉末過濾器3、氧氣過濾器4、粉末噴嘴9、第一管道17和第二管道18連通式組合構成保護氣氛循環系統；金屬密封艙I的上端安裝置有激光光路系統2 ;金屬密封艙I的一端連通式安裝置有粉末過濾器3，另一端置有長方形的粉末噴嘴9 ;粉末過濾器2通過第一管道17與氧氣過濾器4的一端連通，氧氣過濾器4的另一端與第一三向氣閥5的一個接口連通；第一三向氣閥5的另兩個接口分別與儲粉罐6和循環泵7的一端連接；第一三向氣閥5與循環泵7之間通過第二管道18連通；儲粉罐6的另一端連接制有粉末輥輪8，循環泵7的另一端與第二三向氣閥16的一個接口連接，第二三向氣閥16的另兩個接口分別連接有惰性氣體源14和氣體加熱器15 ;粉末棍輪8和氣體加熱器15分別與粉末噴嘴9連通；金屬密封艙I內制有粉末噴嘴9的一側底部制有刮粉板10，刮粉板10的一側連接制有惰性氣體排放口 11 ;金屬密封艙I的底部制有工作臺12，工作臺12下部制有帶動其工作的絲杠轉臺13 ;中央控制系統19分別與伸入金屬密封艙I的氧含量傳感器20、濕度傳感器21和壓力傳感器22電信息連通并實現控制。
[0010]本實施例的工作原理為:裝置啟動時先封閉金屬密封器1，通過中央控制系統19開啟三向氣閥16，分別聯通循環泵7、惰性氣體源I和粉末噴嘴9，保護氣氛通過粉末過濾器3并經第一管道17到達氧氣過濾器4，并循環至循環泵7，待通過氧含量傳感器20、濕度傳感器21、氣壓傳感器22檢測到適合工作環境數據降低至預設值后啟動噴粉系統，關閉三向氣閥16、循環泵7和氣體加熱器15，根據設置的加粉量，由控制粉末輥輪8將粉末送至粉末噴嘴9處，并通過氣體壓力將粉末噴射至工作臺12處，同時關閉三向氣閥5阻止氣體進入儲粉罐6 ;隨著每層零件的加工，絲杠轉臺13帶動工作臺12下降，重復噴粉工序，并保持保護氣氛循環。
【權利要求】
1.一種選擇性激光熔化鋪粉與氣氛循環保護一體化裝置，其特征在于主體結構包括金屬密封艙、激光光路系統、粉末過濾器、氧氣過濾器、第一三向氣閥、儲粉罐、循環泵、粉末輥輪、粉末噴嘴、刮粉板、惰性氣體排放口、工作臺、絲杠轉臺、惰性氣體源、氣體加熱器、第二三向氣閥、第一管道、第二管道、中央控制系統、氧含量傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器；其中儲粉罐、粉末輥輪、惰性氣體源、氣體加熱器和第二三向氣閥連通式組合構成鋪粉系統；粉末過濾器、氧氣過濾器、粉末噴嘴、第一管道和第二管道連通式組合構成保護氣氛循環系統；金屬密封艙的上端安裝置有激光光路系統；金屬密封艙的一端連通式安裝置有粉末過濾器，另一端置有長方形的粉末噴嘴；粉末過濾器通過第一管道與氧氣過濾器的一端連通，氧氣過濾器的另一端與第一三向氣閥的一個接口連通；第一三向氣閥的另兩個接口分別與儲粉罐和循環泵的一端連接；第一三向氣閥與循環泵之間通過第二管道連通；儲粉罐的另一端連接制有粉末輥輪，循環泵的另一端與第二三向氣閥的一個接口連接，第二三向氣閥的另兩個接口分別連接有惰性氣體源和氣體加熱器；粉末輥輪和氣體加熱器分別與粉末噴嘴連通；金屬密封艙內制有粉末噴嘴的一側底部制有刮粉板，刮粉板的一側連接制有惰性氣體排放口 ；金屬密封艙的底部制有工作臺，工作臺下部制有絲杠轉臺；中央控制系統分別與伸入金屬密封艙的氧含量傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器電信息連通。
【文檔編號】C23C24/10GK203820889SQ201420235531
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】張百成 申請人:張百成