[发明专利]一种密封型成型室的气体循环净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及选区激光熔化加工成型设备，尤其涉及一种密封型成型室的气体循环净化装置。

背景技术

选区激光熔化加工成型过程中，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，成型室大量烟雾的产生大大削弱氮气的保护的作用，同时，大量烟雾附着到金属粉末上，将直接影响各层金属粉末表面对于激光能量的吸收，并最终影响金属成型件的质量。因此，有必要对成型室气体进行循环净化。

SLM成型需要完全熔化金属材料，金属材料与氧接触发生氧化，甚至会燃烧(如纯钛粉末)，材料中有C、Si、Mn、Ti、Ca等元素时，它们与氧的结合更容易形成稳定杂质相。

通过对不锈钢粉末(新粉、旧粉)、纯钛粉末分别在氮气和氩气保护条件下进行成型实验，发现激光与粉末发生作用瞬间都会产生烟雾。观察发现使用新的不锈钢粉末产生烟雾明显减少，纯钛粉末产生黑烟比较新不锈钢粉末产生黑烟少。烟雾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、汽化造成，粉末的长期反复使用对烟雾问题的程度有累积作用，即新的不锈钢粉末虽然产生少量烟雾，但黑烟对粉末产生污染，长期累积造成激光与粉末作用时产生烟雾越来越严重。目前所有的厂商或者科研机构还无法从根本上解决烟雾问题。烟雾存在的主要负面作用包括：（1）污染透光镜片；（2）污染粉末。

首先，烟雾存在一个很严重的后果是对透光镜片产生污染，特别是低速扫描时候，激光能量输入大，产生的烟雾量也大，烟雾很快使透光镜片粘上一层黑烟粉末，导致激光透过镜片时功率衰减严重，镜片很快发热、发烫直到爆裂。烟雾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，粉末熔化不充分，成型过程必须反复停机手工清除透光镜片上的烟雾，所以黑烟污染透光镜片后对SLM的成型效率和成型件质量等方面影响很大。另外，烟雾产生后小部分被保护气吹到粉床以外，大部分仍然飘落到没有使用的粉床表面，与粉末混合在一起，加重了粉末的污染程度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单，密封性良好的密封型成型室的气体循环净化装置。

本发明通过下述技术方案实现：

一种密封型成型室的气体循环净化装置，包括成型室，所述气体循环净化装置，包括密封箱体，在密封箱体内自上而下设置有预过滤层、主过滤层和风机，在密封箱体的顶部设置有进风口，在密封箱体底部的一侧设置有出风口，所述进风口通过管路连接成型室的一端，所述出风口通过管路连接成型室的另一端。

所述主过滤层采用HEPA空气过滤器；所述预过滤层采用过滤棉。

该密封箱体还包括一个箱盖，箱盖的内表面设有圆柱内螺纹，箱盖的盖底安装有硅胶密封圈。

所述进风口和出风口连接管路的接口处均带有圆锥内螺纹，管路的接口处设有圆锥外螺纹。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

气体循环净化装置设有预过滤层和主过滤层，预过滤层可对气流中较大的颗粒进行吸附；主过滤层风阻小，容尘量大，过滤精度高。预过滤层和主过滤层均可拆卸，方便定时进行清理或更换。成型室内气氛通过充分过滤后，黑烟与汽化产物被过滤掉，得到干净的气体后再通入成型室内。

进风口、出风口均带有圆锥内螺纹，管路的接口处设有与之匹配的圆锥外螺纹。螺纹旋合后，利用本身的变形就可以保证连接的紧密性，不需要额外的填料，密封简单可靠。为了进一步进改善密封效果，可将出风口接口处改为斜面，能够在螺纹连接完毕与管路的接口的连接件斜面贴合。

箱盖的内表面设有圆柱内螺纹，通过旋合箱盖与密封箱体外表面的圆柱外螺纹，即可方便实现气体循环净化装置本身的密封与拆卸；箱盖的盖底安装有硅胶密封圈，能够进一步保证气体循环净化装置的密封性，同时减少箱盖的磨损。

综上所述，本密封型成型室的气体循环净化装置，对现有产品的密封结构进行改进，旨在更好地对选区激光熔化设备成型室内加工金属所产生的烟雾烟尘进行气体净化，再将净化的气体返回成型室内保护金属加工。其具有技术手段简便易行，成本低廉，使用维护方便等诸多优点。

附图说明

图1为本发明密封型成型室的气体循环净化装置的结构示意图。

图2为图1气体循环净化装置的内部结构示意图。

图3为密封箱体的箱盖结构示意图。