[实用新型]用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及增材制造领域，特别是涉及一种用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备。

背景技术

选择性激光熔化SLM（Selective Laser Melting）技术是金属增材制造的一种方法。SLM技术采用的加工材料为粒径大约为15 μm-50 μm的金属粉末。在加工过程中，激光器发出激光，经光学系统处理后照射到加工平面上，在控制系统控制下，激光按照导入至系统中的STL文件所计算的轮廓曲线，对金属粉末铺成的粉床进行扫描，使金属粉末融化形成成品。

在激光扫描粉床的过程中，激光照射下的金属粉末很容易在高温条件下与空气中的氧气发生氧化反应，因此需要在密闭的成型室中通入高纯度的氮气、氩气等惰性气体对激光扫描过程进行惰性气体保护，防止金属粉末高温氧化。但是，形成粉床的金属粉末仍旧会将部分氧气带入成型室，加之成型室本身无法做到绝对密封，因此，在成型室中会存在一些由于金属粉末氧化所产生的烟尘。同时，由于激光能量的冲击作用以及成型室内气流的扰动等因素，大量的烟尘附着到粉床上，直接影响粉床表面对激光能量的吸收，最终影响金属成型件的质量。如果将带有烟尘的保护气体直接排出到成型室外，不仅造成了保护气体的浪费，又造成了环境的污染。因此，有必要对成型室内的气体进行循环净化。

授权公告号为CN201420623918.7的专利文件中公布了一种用于金属3D打印机密封舱气氛除氧及循环净化的滤筒。其技术方案中：成型室内的高粉尘气体进入滤筒后，经过滤筒中滤芯的过滤作用，再进入精滤滤芯进行细致的过滤，净化后的保护气体重新进入成型室内，实现了3D作业中的循环净化。

该净化系统设备在实际加工过程中，精滤部分的滤芯每间隔一段时间需要进行更换，当滤芯达到使用极限后，滤芯上的压差报警器会报警，此时必须同时停止成型室内的打印动作以及净化系统设备，以更换精滤的滤芯。再次重启设备前，由于更换滤芯会导致净化系统设备内带入氧气，再次启动前需要对净化系统设备以及成型室进行重新排氧，耗时较长且需要停机，影响生产效率，重新对成型室进行排氧会浪费部分惰性气体。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备，该循环净化设备能够在正常加工运行状态下进行滤芯的更换以及废料的处理，以减少因停机更换滤芯造成的时间和惰性气体的浪费。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种用于激光选区熔化制造的气体循环净化连续作业设备,包括连接至SLM设备的成型室内的进风口、回风口以及连接于两者之间的过滤装置，所述过滤装置包括粗滤装置和精滤装置，且粗滤装置的出风通口通过管路连接至精滤装置，所述精滤装置至少包括两个滤筒，所述出风通口通过精滤进气支管分别连通至每个滤筒，每根所述精滤进气支管上设置有连通或截止滤筒与出风通口导通的气动阀。

通过采用上述技术方案，进风口和回风口连接至SLM设备的成型室，分别完成将成型室内的带净化的气体引入和净化后的空气引出的功能，粗滤装置与精滤装置对进风口引入的气体进行分级过滤，由于精滤装置的更换频率高，这里至少设置两个滤筒，两者以备一用，每个滤筒上的精滤进气支管引入待精滤气体，通过气压推动气动阀的阀芯即可打开或者截止该气动阀对应的滤筒，以选择其是否进入工作状态。当前工作的滤筒内的铝达到更换上限时，驱动它所对应的气动阀将对应的精滤进气支管截断，阻止氧气进入，并同时开启另外的至少一个滤筒上的精滤进气支管，使其进入工作状态，以保证SLM设备可以继续工作并保持内部气体的持续循环净化。

本实用新型进一步设置为：所述粗滤装置包括旋风除尘器，所述旋风除尘器包括与进风口通过管路连通的进风通口、与精滤装置连通的出风通口，以及除尘筒体，所述除尘筒体的下端设置排灰口，所述旋风除尘器通过排灰口连接有集料罐。

通过采取上述技术方案，粗滤环节中的气体，会夹杂有大量的氧化粉尘以及打印用的金属粉末，并且，即使农户粉末氧化后形成的粉尘粒径要小于原本的金属粉末的粒径，因此通过旋风除尘器的优良的沉降效果，将粒径较大的金属粉末沉积至排灰口，并进入集料罐进行物料回收，这个集料罐内的物料经过筛选后可以重复利用，以节约金属粉末，防止粉末被带到气体循环净化设备而损耗。

本实用新型进一步设置为：所述排灰口与集料罐之间设置有气体控制组件，所述气体控制组件包括至少一个设置于排灰口上的蝶阀以及连接于蝶阀与集料罐之间的管体，所述集料罐上设置有充气口，所述管体上设置有排氧口。