[发明专利]一种增材制造设备风场校验系统及方法

说明书

本发明涉及一种增材制造设备风场校验系统及方法，包括出风口、成形幅面、风速采集器、同批风速采集点位、进风口、信号线、速度信号处理器和风速数据分析器。其中所述出风口为所述增材制造设备惰性气体的出风口，所述进风口为所述增材制造设备惰性气体的进风口，所述成形幅面为所述增材制造设备的风速待测区域；所述风速采集器为风速信息采集器，用于采集所述成形幅面的风速采集点位处的风速。本发明的系统可以准确高效地对增材制造设备风场风速大小及均匀性作出判断，指导设备调试及验收，保障成形过程的稳定性，提高成形产品的质量。

技术领域

本发明涉及一种用于增材制造设备风场校验系统及方法，属于风场校验领域。

背景技术

激光增材制造技术采用离散化手段逐点或逐层“堆积”成形原理，实现零件无模化快速制造，彻底改变了传统零件，特别是高性能难加工材料、大尺寸薄壁复杂构型、镂空点阵及拓扑仿生结构的加工模式。

现有的增材制造技术一方面对增材制造工艺设计要求较高，另一方面其对设备的稳定要求较高。增材制造设备风场均匀性和稳定性对成形过程中的熔池保护、熔池飞溅和飞溅物吹散吹离成形幅面影响较大，且对成形产品内部质量、成形性能及质量均匀性均有较大的影响，尤其针对激光选区熔化成形和激光选区烧结成形过程，而且在风场均匀性和稳定性较差时，易造成熔池飞溅，无法有效吹走的飞溅物落至成形产品表面，因此，在成形下一层时，由于激光功率较小，较大颗粒飞溅物无法有效熔化，从而在成形过程中易形成孔洞、未熔合等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于增材制造设备风场校验系统及方法。

一种增材制造设备风场校验系统，包括出风口、成形幅面、风速采集器、同批风速采集点位、进风口、信号线、速度信号处理器和风速数据分析器；其中所述出风口为所述增材制造设备惰性气体的出风口，所述进风口为所述增材制造设备惰性气体的进风口，所述成形幅面为所述增材制造设备的风速待测区域；所述风速采集器为风速信息采集器，用于采集成形幅面的风速采集点位处的风速。

进一步地，所述增材制造设备为激光选区熔化成形设备或激光选区烧结成形设备。

进一步地，所述惰性气体为氦气、氩气或氖气中的一种或多种。

进一步地，所述成形幅面的尺寸设置为250mm×250mm。

进一步地，同批风速采集点位的位间距为50mm，而批次间风速采集点位的线间距为50mm。

进一步地，其中单批次风速采集时间不小于4-6h。

进一步地，所述风速采集器的最大轮廓尺寸长、宽、高应不大于5mm×5mm×5mm。

进一步地，所述风速采集器为风速信息采集器，根据要测量的点位的位置处的风速，在所述成形幅面上设置有多个风速采集器，每一风速采集器均对应一个风速采集点位。

进一步地，所述风速采集器采用圆柱形，且最大轮廓尺寸为Φ3mm×5mm。

进一步地，本发明还提供一种增材制造设备风场校验系统的校验方法，包括以下步骤：首先，打开惰性气体循环容器，惰性气体通过所述出风口进入容纳增材制造设备的成形室内，惰性气体形成的风吹过所述成形幅面和所述风速采集器经所述进风口流出成形室；

其次，所述风速采集器采集风吹过时的速度信息，所述信号线将所述风速采集器采集的风速信息传输给所述速度信号处理器，所述速度信号处理器对速度信号处理得到处理数据，再将处理数据传输给所述风速数据分析器；

最终，所述风速数据分析器对不同采集点位的风速大小进行分析，通过计算得出不同风速采集点位的风速偏差，采用该偏差来表征所述成形幅面的风场均匀性。

本发明的有益效果