[发明专利]一种用于高温加工环境的窗口镜装置

说明书

本发明提供一种用于高温加工环境的窗口镜装置，包括：前观察面板，第一封装盖板、第二封装盖板和外部壳体，所述外部壳体为通孔结构，所述外部壳体的前侧设置前观察面板，所述外部壳体的上侧和下侧设置第一封装盖板和第二封装盖板；所述外部壳体内部设置窗口镜，所述窗口镜为多层低辐射玻璃组成的真空阵列层，所述窗口镜的四周设置带有卡槽的波纹型热补偿器；所述低辐射玻璃的侧边安装在波纹型热补偿器的卡槽内，所述波纹型热补偿器与低辐射玻璃通过高温胶粘合。本发明中的波纹型热补偿器平衡高温下观察镜玻璃的热应力变形，延长观察镜玻璃的使用寿命；有助于高温加工环境下的全面保温隔热和视野观察，具有极大的应用市场。

技术领域

本发明涉及观察窗技术领域，具体涉及一种用于高温加工环境的窗口镜装置。

背景技术

在一些特种加工环境中，例如：粉末床选区激光烧结的增材制造技术中，或加工过程中对保温隔热有特别需求的应用场景中，一方面，需要视野窗口进行加工过程的观察，另一方面，普通的玻璃窗口镜由于大量的热量辐射散出，并不能满足对保温隔热的严格要求。以“聚醚醚酮(PEEK)粉末床的激光烧结(SLS)”过程为例，进行说明。由于PEEK粉末材料是对温度特别敏感的材料，而PEEK粉末的激光成型是在一个填充有惰性保护气体且温度场均一的环境中进行，当出现温度场的局部温差时，尤其是铺粉厚度较小时，极易出现已经烧结部件的翘曲变形，此时，铺粉棍会带动翘曲变形的部分移动，从而损坏正在烧结部分的零件成型，以至于导致整个打印成品的报废。所以，保证打印粉末床的温度场均一性对打印成品的质量具有重要的作用。

在实际的粉末成型温度场环境中，铺粉车的固定两侧是通过钢带来隔热的，顶部空间设置有加热灯管和激光扫描镜，铺粉车的落粉侧一方面需要将下落的粉末推入成型区域进行烧结，另一方面需要将多铺设的粉末推入集料箱中，该箱口通过耐高温软管和集料箱连接，外部观察侧就是设置有观察镜的部分。在实际应用中，铺粉车的固定两侧、顶部空间、落粉侧均已进行保温隔热的处理，再进行改善的难度较大，而外部观察侧则有很大的改善空间。

PEEK粉末激光成型温度场包括；下料仓部分：下料仓通过电机带动主轴的转动，将料仓内的粉末落到铺粉车的前面，下料格数由主轴转动的次数决定。下料仓部分上接真空上料机，后密封板件填充有密封保温材料，能够确保无气体、热量的散出；激光镜光学部分：主要从激光光学控制和发射部分构成，当激光成型时，该部分控制激光的功率、扫描速度、扫描间距等工艺参数。激光镜外部连接有氮气气路系统，可对激光镜进行吹气清洁，防止飘散粉末堆积在激光镜头。该部分远高于粉末床，通过反射镜等可使激光照射至激光成型区域，该部分的散热也能够保证，一般散热的改善复杂，不易操作；导轨防护钢带：铺粉车两端通过固定切口穿过钢带连接至导轨上，钢带能够隔绝热量和气体的散出，保证温度场的均匀；集料箱接口：铺粉车带动铺粉棍转动，将下料仓下落的粉末推入激光成型区域，多余粉末会先落入接料缸内，当回程铺粉时，铺粉车将铺粉多余的粉末直接推入集料箱接口，该接口是2mm～5mm的缝隙，通过软连接与集料箱连接，形成粉末回收装置。该部分也能保证温度和气体的飘散，保证温度场的均匀性；窗口镜：为了能够实时观察加工过程中的铺粉稳定性及烧结层图样，必须设置有可观察的透明玻璃。该区域一般距离加热灯管区较近，热量会通过空气和辐射散出，具有简单可行的改善空间。

根据传热学理论，热量的耗散方式一般有两种，一种是通过将空气加热，通过气体传导作用，而将热量散出，另一种是通过辐射散出，温度也是一种能量，根据能量光学理论，会将热量一份份地通过不同波长的辐射波而耗散。传统的观察镜设计为了制作简单和节约成本，一般只采用普通的耐高温玻璃进行隔热，一方面并不能满足高保温的要求，另一方面，高温环境下，玻璃周围存在热应力，长期使用，易造成玻璃观察镜的加速损坏。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于高温加工环境的窗口镜装置，主要针对以上在实际应用时的保温隔热效果差的问题进行重新的结构设计和改善，从而解决现有的技术难题。

本发明的技术方案是：

一种用于高温加工环境的窗口镜装置，包括：