[实用新型]金属3D打印净化装置及金属3D打印成型室气体保护设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种金属3D打印净化装置及一种金属3D打印成型室气体保护设备。

背景技术

金属3D打印机是一种利用快速成形技术，以数字模型文件为基础，将平铺好的金属粉末逐层熔化/融化，然后固化堆积成型来构造三维的实体的打印设备。随着3D打印技术的快速发展，金属3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用。

3D打印成型时，需要通过高纯氮气、氩气等惰性气体进行保护。在激光聚焦后对金属粉末的加工过程中，激光与金属粉末发生作用瞬间都会产生烟尘，烟尘的主要来源是金属粉末中的C元素、低熔点合金元素以及杂质元素燃烧、气化造成，金属粉末的长期反复使用对烟尘问题的程度有累积作用，长期累积造成激光与金属粉末作用时产生烟尘越来越严重。成型室大量烟尘的产生将大大消弱氮气、氩气等惰性气体的保护作用，同时，烟尘存在的其他的主要负面作用包括：(1)污染透光镜片；(2)污染金属粉末；(3)污染铺粉导轨；(4)污染成型室内壁。

(1)污染透光镜片：低速扫描时，激光能量输入大，产生的烟尘量也大，烟尘很快使透光镜片粘上一层黑烟粉末，导致激光透过镜片时的功率衰减严重，烟尘对透光镜片污染严重时，导致激光入射到粉床表面的功率不足，金属粉末熔化不充分，成型过程必须反复停机手工清除透镜片上的烟尘，所以烟尘污染透光镜片后对3D成型效率和成型件质量等方面影响很大。

(2)污染金属粉末：烟尘产生后小部分被惰性保护气体吹到粉床以外，大部分仍然飘落到没有使用的粉床表面，与金属粉末混合在一起，大量烟尘附着到金属粉末上，将直接影响各层金属粉末表面对于激光能量的吸收，并最终影响成型件的质量。

(3)污染铺粉导轨：目前3D打印设备多采用半开放式铺粉导轨安装方式，即由于铺粉臂的存在，导致了成型室与铺粉导轨之间存在细长的开口，加工过程中扬起的烟尘会进入导轨内部引起导轨润滑性降低，甚至导致导轨的磨损，从而使导轨精度降低直至无法使用。

(4)污染成型室内壁：加工过程产生的烟尘一部分被惰性保护气体吹走，一部分会粘附在成型室内壁，特别是观察窗口内壁。随着烟尘的累积，在下次加工时会有部分烟尘脱落，一部分飘落到金属粉末上污染金属粉末，一部分飘落到成型面上影响成型件质量，而粘附在观察窗口侧的烟尘会严重影响对加工过程的监控。

因此，有必要对成型室气体进行循环净化。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种金属3D打印净化装置及一种金属3D打印成型室气体保护设备，其能对成型室气体进行循环净化。

一种金属3D打印净化装置，用于净化成型室内的气体。该成型室的一端设有出气口，另一端设有进气口。该金属3D打印净化装置包括连接该出气口与该进气口的气体循环管道、以及在该出气口与该进气口之间的气体循环管道上依次设置的第一阀开关、过滤棉、净化器与第二阀开关。该净化器包括第一压力表、精过滤装置、第二压力表、循环风机装置及报警装置。该第一压力表、该精过滤装置、该第二压力表、及该循环风机装置沿该出气口至该进气口的方向依次设置在该气体循环管道上。该第一压力表与该第二压力表分别装设在该精过滤装置的入口处与出口处。该报警装置与该第一压力表及该第二压力表均电性连接，并用于在该第一压力表所显示的气压值与该第二压力表所显示的气压值之差达到一预设范围时报警。

进一步地，该净化器上还设置有一个分支管道，该分支管道的末端连接气泵，该分支管道在进入该净化器的入口处装设有监测电磁阀。

进一步地，该净化器还包括粗过滤装置与干燥机，该粗过滤装置、该精过滤装置、该干燥机与该循环风机装置沿该出气口至该进气口的方向依次设置在该气体循环管道上。

进一步地，该过滤棉采用阻燃耐高温的纤维、棉片、或者玻璃纤维制成。

一种金属3D打印成型室气体保护设备，包括成型室及如上所述的金属3D打印净化装置。该成型室的一端设有出气口，另一端设有进气口。该金属3D打印净化装置的一端连接该出气口，该金属3D打印净化装置的另一端连接该进气口。

进一步地，该金属3D打印成型室气体保护设备还包括：与该成型室连接并对该成型室进行测氧的测氧装置；与该成型室连接并对该成型室进行抽真空的抽真空装置；与该成型室连接并对该成型室进行压力释放的压力释放装置；以及与该成型室连接并对该成型室进行惰性气体补充的惰性气体补充装置。