[实用新型]一种3D打印用真空操作箱

说明书

本实用新型涉及一种3D打印用真空操作箱，包括盲板、真空室和激光束/电子束枪头；所述激光束/电子束枪头通过可压缩弹性波纹管密封连接于盲板上，并与置于真空室外的运动机构相连；所述盲板和真空室之间设有密封机构；所述真空室的腔内安装有精密调平平台，真空室的抽气口与主真空泵相连。本实用新型焊接出的铝合金法兰环缝典型结构件焊缝成形良好，采用电子束焊接方法焊接变形量减少75%以上，达到了预期效果。

技术领域

本实用新型涉及3D打印式增材制造用设备技术领域，特别涉及一种3D打印用真空操作箱。

背景技术

对现有合金材料，例如镁合金、铝合金、钛合金、铌合金和特殊钢等，进行激光烧结，其激光束和电子束熔融沉积以及电弧熔丝沉积等增材制造的过程中，为了保护合金粉末或者丝材不与空气中的氧气、氮气、水蒸气和二氧化碳等活性气体反应从而降低材料的纯度和性能，尤其是材料的强度和韧性，通常使用在烧结和沉积部位使用类似氩气保护焊接的保护气（主要是氩气）喷流或者干脆将材料、增材制造设备的材料和运动部件完全封闭在具有真空或者惰性气体气氛的气密箱体内部。

保护气喷流是使用保护气吹散烧结沉积区域附近的空气，但是由于烧结和沉积工艺的高温，并且惰性气体气流无法完全隔绝周围的空气，空气中的活性气体或多或少会逆着保护气气流方向扩散到高温的金属材料表面与之反应。

完全封闭的操作则需要完全将材料和运动部件封闭在大型气密箱体内部，导致相应的运动部件需要满足这真空和充满导电金属粉尘的环境下可靠无故障工作，其绝缘和润滑需要专门保护性设计并且使用大型气密箱体，最终导致设备价格居高不下。

而在常压条件下进行激光烧结，激光束或者电子束熔融沉积时，由于气体对流传热和气流对电子束的散射作用，会导致熔区宽化，降低增材制造的尺寸精度。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种焊缝成形良好，焊接变形量减少，且可以避免合金粉末或者丝材不与空气中的氧气、氮气、水蒸气和二氧化碳等活性气体反应从而降低材料的纯度和性能的问题的3D打印用真空操作箱。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种3D打印用真空操作箱，包括盲板、真空室和激光束/电子束枪头；所述激光束/电子束枪头通过可压缩弹性波纹管密封连接于盲板上，并与置于真空室外的运动机构相连；所述盲板和真空室之间设有密封机构；所述真空室的腔内安装有精密调平平台，真空室的抽气口与主真空泵相连。

上述技术方案所述盲板和真空室之间设有可调高度的可调高度万向滚珠轴承。

上述技术方案所述密封机构包括至少一个密封圈。

上述技术方案所述密封圈为两个，且两者之间设有环形槽；所述环形槽通过差动抽气孔与差气真空泵相连。

上述技术方案所述真空室的腔壁和腔内精密调平平台位置均配有热水循环加热系统。

上述技术方案所述热水循环加热系统包括保温进水管道、水循环电加热器和加热盘管；所述保温进水管道依次与水循环电加热器和加热盘管相连。

上述技术方案所述真空室外设有极限真空为0.1Pa的真空表。

上述技术方案所述真空室的进气孔与惰性气体供气吹扫系统相连。

上述技术方案所述密封圈为双重磁性氟橡胶复合密封圈，且密封圈的表面涂有磁流体液体润滑层。

上述技术方案所述真空室的腔体正面侧开门，腔体侧面偏下的位置开有侧开真空可观察窗口。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果：

（1）本实用新型的局部真空室真空度 ≤0.1 Pa，在激光束电子枪运动时真空度仍能够满足增材制造要求；