[发明专利]一种可长期稳定控制成型腔气氛的增材制造系统

权利要求书

1.一种可长期稳定控制成型腔气氛的增材制造系统，包括成型腔(10)，成型腔(10)和气体置换系统(1)、烟尘净化系统(14)连接；成型腔(10)内安装的水含量检测仪(8)、氧含量检测仪(9)的信号输出和控制系统(20)的信号输入连接，控制系统(20)的控制输出分别和烟尘净化系统(14)、气体置换系统(1)、成型腔(10)控制输入连接，其特征在于：成型腔(10)侧壁和一个以上的过渡舱(4)连接，过渡舱(4)安装有外门能够和取放工件或零件，过渡舱(4)安装有内门(17)能够与成型腔(10)连通，内门(17)通过气缸(18)进行压紧，过渡舱(4)通过平衡管(6)和成型腔(10)连通，平衡管(6)上安装有控制连通的电磁阀(7)，过渡舱(4)外接独立控制的真空系统(5)。

2.根据权利要求1所述的一种可长期稳定控制成型腔气氛的增材制造系统，其特征在于：所述的成型腔(10)通过工作台(19)与成型缸(15)连接，成型缸(15)的活塞杆(22)连接的底板(16)和成型缸(15)缸壁接触面上开有三角凹槽并装有三角截面弹性密封圈(21)，三角截面弹性密封圈(21)与成型缸(15)壁形成过盈配合的动密封结构，在活塞杆(22)带动底板(16)上下运动过程中，底板(16)始终对三角截面弹性密封圈(21)产生一个向外的推力，使其贴紧缸壁。

3.根据权利要求1所述的一种可长期稳定控制成型腔气氛的增材制造系统，其特征在于：所述的气体置换系统(1)外接惰性气源，内部安装风机以及具有铜触媒和分子筛净化材料的净化柱，通过置换使水氧含量降低到要求水平后，通过化学反应消耗掉成型腔(10)内的水、氧气，进一步降低水氧含量，使水氧含量降低到成型材料要求的指标范围内。

4.根据权利要求1所述的一种可长期稳定控制成型腔气氛的增材制造系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤

1)进行SLM成型时，首先把成型零件的CAD几何模型导入控制系统20，然后安装基板、调平并预置粉末，关闭成型腔(10)门；

2)对成型腔(10)进行首次充气时，先利用真空系统(5)对成型腔(10)进行抽真空，达到真空度要求后，再通过气体置换系统(1)对成型腔(10)中的气体进行置换，使水氧含量降低到成型材料成型要求的水氧含量指标时，开始成型操作，在成型过程中接通烟尘净化系统(14)，过滤掉成型腔中产生的烟尘污染物；由控制系统(20)控制自动进行零件的成型制作；成型结束后通过过渡舱(4)取出成型件；

成型过程中，三角截面弹性密封圈(21)与成型缸(15)壁形成过盈配合的动密封结构，在活塞杆(22)带动底板(16)上下运动过程中，底板(16)始终对三角截面弹性密封圈(21)产生一个向外的推力，使其贴紧缸壁；气体置换系统(1)通过控制系统(20)根据水含量检测仪(8)、氧含量检测仪(9)反馈的数值自动进行补充惰性气体和排气操作；

3)零件成型完毕，通过过渡舱(4)从成型腔(10)取出成型件，在通过过渡舱(4)取件时，需先对过渡舱(4)进行抽真空，然后通过连接成型腔(10)与过渡舱4的平衡管(6)进行气体平衡，使过渡舱(4)与成型腔(10)的气氛相同，取出零件；

4)成型的零件取出之后，在不打开成型腔(10)门的情况下，若进行下一次成型，通过过渡舱(4)把成型基板以零件放入成型腔(10)进行成型；

5)每次成型结束后，在不打开成型腔(10)门破坏其中保护气氛的情况下重复利用成型腔(10)的保护气氛，达到长期稳定控制成型腔气氛。