[发明专利]用于制造三维物体的设备及其移动式除烟装置

说明书

本发明提供了一种制造三维物体的移动式除烟装置，包括集尘单元，用于收集和过滤制造三维物体过程产生并通过气流带入的烟尘；吸气单元，包括载体、设置在载体上的吸嘴，集尘单元通过管道一端与吸嘴相连，气流从吸嘴进入集尘单元过滤后，从管道另一端流出；运动单元，与载体连接，通过运动单元的移动实现吸嘴在制造三维物体的加工幅面的移动；以及控制单元，用于控制运动单元的移动以及吸气单元的气流量。本发明的用于制造三维物体的移动式除烟装置，能够跟随能量束对粉末材料的扫描移动而移动，除烟区的大小可根据需要进行调节，除烟效率高，能够覆盖的除烟工作幅面更广，解决了气流不易将烟尘从大的加工幅面吹离的问题，而且该装置结构简单，操作灵活。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种用于制造三维物体的设备及其除烟装置。

背景技术

常见的金属增材制造方法包括利用能量束（如激光或者电子束）在粉末材料的铺送层上有选择性的进行扫描，并通过逐层的扫描固化累加而最终获得金属三维物体。在此过程中，能量束的扫描位置为待制造的三维物体在该层相对应的横截面部位，该部位所对应的粉末材料在与能量束作用后实现固化，随后在完成的扫描层上继续铺送一层新的粉末，继续根据三维物体在新的粉末层相对应的横截面部位扫描。

粉末材料与能量束作用的过程中容易产生烟尘，烟尘包括凝结成团的颗粒、未固化的颗粒等等，烟尘不仅污染制造环境，影响三维制造装备的光学系统，而且影响后续粉末的固化质量，造成固化过程中的不均匀，损害三维物体的制造质量。

现有技术中通常会在三维制造设备的制造腔体内引入气流，将烟尘吹走，但存在将待固化的材料吹走的现象。另外，对于具有更大幅面的制造区域，气流难以将烟尘吹离制造幅面。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种用于制造三维物体的设备及其移动式除烟装置，能有效去除粉末材料与能量束作用时产生的烟尘，而且适合于各种大小加工幅面的制造三维物体的工作平台。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种制造三维物体的移动式除烟装置，包括集尘单元，用于收集和过滤制造三维物体过程产生并通过气流带入的烟尘；吸气单元，包括载体、设置在载体上的吸嘴，集尘单元通过管道一端与吸嘴相连，气流从吸嘴进入集尘单元过滤后，从管道另一端流出；运动单元，与载体连接，通过运动单元的移动实现吸嘴在制造三维物体的加工幅面的移动；以及控制单元，用于控制运动单元的移动以及吸气单元的气流量。

作为本发明的进一步优选方案，所述运动单元包括驱动在X方向运动的X轴电机、X轴导轨、X轴滑块、X轴同步带轮、X轴同步带，和驱动在Y方向运动的Y轴电机、Y轴导轨、Y轴滑块、Y轴同步带轮、Y轴同步带，X轴电机带动X轴同步带和X轴同步带轮转动，X轴滑块通过与X轴同步带固定，使得X轴滑块沿X轴导轨在X轴方向移动，Y轴电机带动Y轴同步带和Y轴同步带轮转动，Y轴滑块通过与Y轴同步带固定，使得Y轴滑块沿Y轴导轨在Y轴方向移动，其中，Y轴导轨、Y轴同步带轮、Y轴同步带和Y轴滑块设置在X轴滑块上，通过X轴滑块在X轴导轨上的移动和Y轴滑块在Y轴导轨上的移动，实现运动单元在加工幅面的平面移动。

作为本发明的进一步优选方案，所述运动单元还包括驱动在Z方向运动的Z轴电机、Z轴导轨、Z轴丝杠、Z轴滑块和固定块， 其中固定块与Y轴滑块连接，Z轴导轨和Z轴丝杠设置在固定块上，Z轴电机驱动Z轴丝杠运动从而使Z轴滑块沿Z轴导轨运动，实现运动单元在加工幅面的上下移动。

作为本发明的进一步优选方案，所述吸嘴为倒置的漏斗形状。

作为本发明的进一步优选方案，所述载体是一种悬臂结构。

本发明还提供了一种用于制造三维物体的设备，包括上述任一项所述的制造三维物体的移动式除烟装置。