[实用新型]用于激光选区熔化制造的快速排氧的舱室布置结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及增材制造领域，特别是涉及一种用于激光选区熔化制造的快速排氧的舱室布置结构。

背景技术

选择性激光熔化SLM（Selective Laser Melting）技术是金属增材制造的一种方法。SLM技术采用的加工材料为粒径大约为15 μm-50 μm的金属粉末。在加工过程中，激光器发出激光，经光学系统处理后照射到加工平面上，在控制系统控制下，激光按照导入至系统中的STL文件所计算的轮廓曲线，对金属粉末铺成的粉床进行扫描，使金属粉末融化形成成品。

在激光扫描粉床的过程中，激光照射下的金属粉末很容易在高温条件下与空气中的氧气发生氧化反应，因此需要在密闭的成型室中通入高纯度的氮气、氩气等惰性气体对激光扫描过程进行惰性气体保护，防止金属粉末高温氧化。现有增材制造设备的成型室多为上下两个舱室构成，下部为保护舱，上部为工作舱。在粉末床开始工作前，有必要先对上下两个舱室的内部同时排除氧气。

现有的排氧技术有,直接向成型室内部通入高纯度的惰性气体，使舱室内部的氧含量不断降低直至排除干净。但这种方式，惰性气体进入舱室后于舱室内原有的空气混合，气流速度较大时还会发生涡流，使得舱室内原有的气体与充入的惰性气体混合，导致从舱室内排出的气体夹杂大量的惰性气体，造成惰性气体浪费，排氧效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于激光选区熔化制造的快速排氧的舱室布置结构，其通过在舱室内设置一整流板，并配合以舱室内的进气口与出气口的位置，使得惰性气体进入舱室后按照一定路径循环，以防止惰性气体与舱室内空气混合排出。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种用于激光选区熔化制造的快速排氧的舱室布置结构，包括通过单向阀连通的上部舱室和下部舱室，单向阀的出口为过渡出口，且过渡出口朝向上部舱室，上部舱室还设有出气口，上部舱室内还设有整流板，整流板与上部舱室的内壁之间形成通风路径，整流板围成的空间与通风路径相连通，出气口与过渡出口分别位于通风路径的终点和起点，且出气口与过渡出口在通风路径内呈对角线设置。

通过采取上述技术方案，惰性气体从过渡出口进入上部舱室，进入整流板与上部舱室内壁之间构成的通风路径中，贴合上部舱室侧壁运动到上部舱室内的顶部，最后运动到对策的侧壁上并从出气口流出。在惰性气体流动的过程中，形成压差将通风路径围城的空间内的气体压出，最终随惰性气体排出。本方案中惰性气体不易散乱，而是在沿通风路径循环运动，先将通风路径中的空气带出舱室，然后再逐渐将舱室内部的空气排出。

本实用新型进一步设置为：整流板包括两块平行设置的间隔壁，且间隔壁垂直于上部舱室与下部舱室之间的隔板，间隔壁与上部舱室顶部之间留有空隙，过渡出口与出气口分别设于间隔壁与平行且靠近间隔壁的部舱室侧壁之间两间隔壁之间通过连接壁相连，连接壁还分别与两间隔壁垂直，且连接壁还垂直于上部舱室与下部舱室之间的隔板。

通过采取上述技术方案，惰性气体从过渡出口进入上部舱室内，沿间隔壁与上部舱室之间的通道向上爬升，继续通入惰性气体使得充入上部舱室内的惰性气体越来越多，使得惰性气体被推动到上部舱室顶部，并继续向出气口运动，最后流出，在上部舱室的纵向截面内形成了排出空气的回路；

整流板的“U”形开口端受过渡出口惰性气体流动的影响，因压差而被吸入间隔板与上部舱室侧壁之间的空隙内，并加入惰性气体的流动，最终随惰性气体排出上部舱室。在靠近整流板底部的空气被惰性气体带动流走，使得惰性气体在流经整流板顶部时，部分惰性气体会补充到两间隔壁之间的空间，相当于向下排空气。在上部舱室横截面内形成了排出空气的回路，两套回路同时工作，更加快速的排出上部舱室内的空气。经过实验，采用本方法排出空气的用时缩短了4倍。

本实用新型进一步设置为：连接壁上开有若干放散口。

通过采取上述技术方案，放散口使得惰性气体更易快速进入两间隔壁之间的空间内，并将两间隔壁之间的空气快速送入排气回路内排出。

本实用新型进一步设置为：放散口处设有半圆柱体空腔，半圆柱体空腔开口朝向整流板外侧，且半圆柱体空腔上均匀分布有若干气孔。

通过采取上述技术方案，使得惰性气体通过放散口进入两间隔壁之间的空间时，可以更加全面的排除空气，防止空气残留。

本实用新型进一步设置为：半圆柱体空腔为两个，两半圆柱体空腔的中心轴相重合且恰好位于连接壁的对称轴上。

通过采取上述技术方案，使得惰性气体更易将两间隔壁之间的空气带走，排除空气的速度更快，防止空气残留。