[发明专利]三维物体制造设备及其窗口镜清洗方法

说明书

一种三维物体制造设备及其窗口镜清洗方法，其中设备包括窗口镜、激光功率检测器、控制系统以及具有清洁剂清洗和气体清洗的清洗装置，所述窗口镜包括两块或两块以上镜片以及用于安装两块或两块以上镜片的旋转机构，在旋转机构的旋转下使得镜片依次轮流地密闭激光窗口，控制系统在接收到镜片清洁度检测指令时，控制激光功率检测器移动到密闭激光窗口的镜片下方并检测激光功率，根据检测的激光功率与设定值的比较结果判断该镜片是否需要启用清洗装置清洗，以及是否完成清洁度检测并执行工件制造，本发明不仅有效地清洁了窗口镜，而且节省了设备在窗口镜清洁时所需等待的时间，从而提高了设备工作效率。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种三维物体制造设备及其窗口镜清洗方法。

背景技术

增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM）是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，由于其不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，因此应用范围非常广。选区激光熔化技术（Selective Laser Melting，简称SLM）是近年来发展迅速的增材制造技术之一，其以粉末材料为原料，采用激光对三维实体的截面进行逐层扫描完成原型制造，不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，应用范围广。选区激光熔化工艺的基本过程是：送粉装置将一定量粉末送至工作台面，铺粉装置将一层粉末材料平铺在活塞已成型零件的上表面，振镜控制激光器按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末的温度升至熔化点，粉末熔化烧结并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺粉装置又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个三维实体制造。

现有技术中，粉末材料在高温加热及烧结过程中，由于材料的物理或者化学反应，材料变成气体，聚集并附着在窗口镜片上，大大污染了窗口镜。现有防止镜片被污染的方法主要是吹气吹风法，然而现有技术的吹气吹风无法解决材料在镜片的油化附着情况，且随着温度越高，污染越严重，激光器发出的激光到达材料以用于烧结的功率越低，进而大大制约了烧结高温材料设备的制备。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种有效清洁窗口镜，且节省了设备在窗口镜清洁时所需等待时间的三维物体制造设备及其窗口镜清洗方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种三维物体制造设备，包括窗口镜、激光功率检测器、控制系统以及具有清洁剂清洗和气体清洗的清洗装置，所述窗口镜包括两块或两块以上镜片以及用于安装两块或两块以上镜片的旋转机构，在旋转机构的旋转下使得镜片依次轮流地密闭激光窗口，控制系统在接收到镜片清洁度检测指令时，控制激光功率检测器移动到密闭激光窗口的镜片下方并检测激光功率，根据检测的激光功率与设定值的比较结果判断该镜片是否需要启用清洗装置清洗，以及是否完成清洁度检测并执行工件制造。

作为本发明的进一步优选方案，所述清洗装置包括清洁剂输出容器、第一阀门、清洗头、气体产生容器、第二阀门以及具有若干个气孔的气体输出喷头，所述清洁剂输出容器通过第一阀门和清洗头相连，所述气体产生容器通过第二阀门与气体输出喷头相连。

作为本发明的进一步优选方案，所述清洗头具有两层海绵，且窗口镜的待清洗镜片在旋转机构的旋转下位于两层海绵之间，并通过清洗头和镜片的相对运动实现镜片的清洗。

作为本发明的进一步优选方案，所述气体输出喷头包括分别位于两层海绵外的两个多孔板，且每层海绵均位于多孔板和镜片之间，以使通过多孔板输出的气体用于对镜片进行风干清洗。

作为本发明的进一步优选方案，所述旋转机构包括第一电机、环形支架和传动机构，所述窗口镜包括四块扇形镜片，且分别对应安装在环形支架的四个扇形区域内，第一电机通过传动机构带动环形支架运动，进而使得镜片依次轮流地密闭激光窗口。