[实用新型]持续制造镁合金零件的3D打印装置

说明书

本实用新型提供了一种持续制造镁合金零件的3D打印装置，包括控制单元、补气单元、排气单元、3D打印机，控制单元分别连接补气单元、排气单元和3D打印机，补气单元通过补气管连接3D打印机，排气单元通过排气管连接3D打印机。本实用新型保持3D打印机工作腔内清洁的氩气保护环境，能够进行长时间打印和复杂大型零件打印，保障了安全，适于在室内工作；控制3D打印机内的最佳压力范围和最佳补气流量、排气流量，提高了产品质量。

技术领域

本实用新型涉及合金成型制造技术领域，具体涉及一种制造镁合金零件的3D打印设备。

背景技术

镁合金是以镁为基础加入其它元素组成的合金，由其密度小、比强度高、弹性模量大、散热、减震性能好的优点，成为在航空航天、新能源汽车、医疗植入体、消费电子等领域轻量化零件的首选材料。传统的镁合金零件是通过铸造结合机加工的方式进行制造，该方式无法加工结构较为复杂或是壁厚较薄的零件。3D打印技术可以克服这一问题，能制造结构复杂的零件，从而提高产品的轻量化程度。公开号为CN206702220U的中国专利文献公开了一种SLM型3D打印机，该3D打印机包括壳体、壳体内通过安装框装设有转轴，转轴上通过液压缸连接有金属粉料罐，通过转轴旋转带动金属粉料管旋转，金属粉料管左右两侧设有刮板将物料铺平，壳体下部设有氩气储存箱，氩气储存箱两侧设有抽气管与工作腔连接，工作腔上设有排气管，当氩气充满工作腔后关闭排气管进行打印。该专利提供了一种氩气保护气氛下打印的方案。

然而，由于镁合金易燃爆、密度、熔沸点低的特点，3D打印过程中安全问题突出，易产生大量烟雾和粉尘。因而，目前包括该专利在内的研究成果均只能在氩气保护下短时间小批量打印，无法制造大型零件和进行长时间打印。即使是短时间小批量打印，目前的研究成果也没有公开打印机开启打印的临界值，该临界值可保证打印安全。另外，申请人还发现，在镁合金精密零件制造的3D打印中，压力和氧含量均对产品质量有关，本领域的技术人员容易知道，制造大型零件或长时间打印，即要保证打印安全，又不至于打印前通入氩气时间过长造成浪费，还要保证产品质量和成品率，其氧含量、压力等参数不是通过有限的实验能够得出的。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种持续制造镁合金零件的3D打印装置。

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供了一种持续制造镁合金零件的3D打印装置，包括控制单元、补气单元、排气单元、3D打印机，所述控制单元分别连接补气单元、排气单元和3D打印机，所述补气单元通过补气管连接3D打印机，所述排气单元通过排气管连接3D打印机。

具体地，补气单元包括增压机，增压机出口连接有单向阀。

具体地，排气单元包括一级过滤器和二级过滤器，一级过滤器入口连接有单向阀。进一步地，所述单向阀入口还连接有离心分离机。

具体地，控制单元包括控制器，控制器的第一输入端连接有氧含量检测器，第二输入端连接有压力检测器，第一输出端连接3D打印机，第二输出端连接有补气控制阀，第三输出端连接排气控制阀；控制器根据氧含量检测器的检测信号控制3D打印机的启动和停止，使得当氧含量大于设定值时3D打印机停止打印，当氧含量小于设定值时3D打印机开始打印；控制器根据压力检测器的检测信号控制补气控制阀、排气控制阀的开度，使得当3D打印机的压力高于设定范围时减小补气控制阀开度，增大排气控制阀开度；当3D打印机的压力低于设定范围时增大补气控制阀的开度，减小排气控制阀的开度。

进一步地，所述控制单元还设有第三输入端和第四输入端，第三输入端连接有补气流量计，第四输入端连接有排气流量计；控制器根据补气流量计、排气流量计的检测信号，控制补气控制阀、排气控制阀的开度。使得当补气流量高于设定范围时减小补气控制阀开度，当补气流量低于设定范围时增大补气控制阀开度；当排气流量高于设定范围时减小排气控制阀开度，当排气流量低于设定范围时增大排气控制阀开度；保持流量在设定范围内。