[发明专利]不同氧气含量下3D打印金属性能试验设备及性能试验方法

权利要求书

1.不同氧气含量下3D打印金属性能试验设备，其特征在于：包括底座，所述的底座上设有工作台、三轴坐标平台和控制装置，三轴坐标平台的Z轴导轨滑块上设有连接头，连接头一端连接有密封上盖，密封上盖为一端开口的空腔结构，密封上盖内部设有温湿度传感器、氧含量检测传感器、压力传感器和3D打印头，密封上盖上还设有贯穿至密封上盖内部的第一单向电磁阀，第一单向电磁阀进气端与惰性气体连接，密封上盖下端设有第一法兰，第一法兰上周向均匀设有多个螺孔，环状波纹硅胶气囊上端的第一连接部套置在第一法兰外壁，至少3个第一夹紧块通过螺栓贯穿第一连接部与第一法兰后与螺孔连接，第二夹紧块上下交错分布在相邻两个第一夹紧块之间且通过螺栓贯穿第一连接部与第一法兰后与螺孔连接，环状波纹硅胶气囊下端设有第二连接部，第二连接部内圈设有第二法兰，第二法兰上周向均匀设有多个螺孔，至少3个第三夹紧块通过螺栓贯穿第二连接部与第二法兰后与螺孔连接，第四夹紧块上下交错分布在相邻两个第三夹紧块之间且通过螺栓贯穿第二连接部与第二法兰后与螺孔连接，工作台上端设有工作部，工作部周向设有环状凹槽，环状凹槽内设有充气式环状气囊，第二法兰下表面与工作台上表面抵触且第二法兰内圈与充气式环状气囊挤压抵触，工作部上设有延伸至外部并与外部气泵连接的第二单向电磁阀，控制装置控制三轴坐标平台按照预先设定的程序工作并对温湿度传感器、氧含量检测传感器和压力传感器进行数据采集。

2.使用权利要求1中不同氧气含量下3D打印金属性能试验设备的3D打印金属性能试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一，控制装置按照预先设定的程序控制三轴坐标平台带动第二法兰移动至工作台上端并使第二法兰套置在工作部外侧；

步骤二，气泵对充气式环状气囊充气使工作部与第二法兰之间挤压密封，环状波纹硅胶气囊内部形成密闭结构；

步骤三，控制装置控制三轴坐标平台的Z轴导轨滑块带动3D打印头向下移动直至3D打印头下端趋近工作部上表面，环状波纹硅胶气囊被压缩；

步骤四，控制装置打开第一单向电磁阀向环状波纹硅胶气囊空腔结构内填充惰性气体，并控制第二单向电磁阀排出环状波纹硅胶气囊空腔结构内原有的空气；

步骤五，当温湿度传感器、氧含量检测传感器和压力传感器检测到环状波纹硅胶气囊空腔结构内部的氧气含量达到控制装置预先设定的气体含量时，停止加注惰性气体；

步骤六，控制装置控制3D打印头开始金属打印，打印时，通过改变空腔结构内部氧气含量参数进行打印进而实现相关力学性能测试。

3.根据权利要求2所述的3D打印金属性能试验方法，其特征在于：

所述步骤六中改变空腔结构内部氧气含量参数包括：

实验设置：

同种金属进行打印，设置一个对照组和两个实验组；

对照组:环状波纹硅胶气囊空腔结构内氧含量控制为0ppm；

实验组1：在打印开始时，环状波纹硅胶气囊空腔结构内氧含量控制在100ppm，随后自由消耗，不予氧气补充；

实验组2：在打印开始时，环状波纹硅胶气囊空腔结构内氧含量控制在100ppm，打印过程中根据氧含量检测传感器反馈，时时进行氧气的补充与排放，达到恒定范围氧气含量参与进行打印。