本發(fā)明涉及一種氣體凈化裝置，屬氣體過濾凈化領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種用于3D打印設(shè)備成形氣氛的氣體循環(huán)凈化裝置。

背景技術(shù)：

選擇性激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)是金屬件直接成型的一種3D打印技術(shù)，是快速成型技術(shù)的最新發(fā)展成果。該技術(shù)基于快速成型的最基本思想，即逐層熔覆的“增量”制造方式，根據(jù)三維CAD模型直接成形具有特定幾何形狀的零件，成形過程中金屬粉末完全熔化，產(chǎn)生冶金結(jié)合，該技術(shù)特別適用于傳統(tǒng)機加工手段無法制造的復(fù)雜形狀/結(jié)構(gòu)的屬零件。SLM技術(shù)具有以下優(yōu)點：

1)能直接制造終端金屬零件產(chǎn)品；

2)能得到具有非平衡態(tài)過飽和固溶體及均勻細(xì)小金相組織的實體，致密度幾乎能達到100％，零件機械性能與鍛造工藝所得相當(dāng)；

3)使用具有高功率密度的激光器，以光斑很小的激光束加工金屬，使得加工出來的金屬零件具有很高的尺寸精度(達0.1mm)以及好的表面粗糙度(Ra20～40μm)；

4)由于激光光斑直徑很小，因此金屬熔池的激光能量密度很高，使得用單一成分的金屬粉末來制造零件成為可能，而且可供選用的金屬粉末種類也大大拓展；

5)適合各種復(fù)雜形狀的工件，尤其適合內(nèi)部具有復(fù)雜異型結(jié)構(gòu)(如空腔、三維網(wǎng)格)、用傳統(tǒng)方法無法制造的復(fù)雜工件；

應(yīng)用SLM技術(shù)的3D打印設(shè)備在零件打印過程中，激光照射金屬粉末層，生成金屬熔池這一過程需要在低氧含量氣氛環(huán)境中進行，故需要源源地向金屬熔化界面輸送惰性保護氣體(氮氣、氬氣)，惰性氣體經(jīng)過金屬熔池后，會帶走金屬熔化、凝固過程中生成的氧化物顆粒與部分金屬顆粒，進入循環(huán)風(fēng)路。這些惰性氣體中的雜質(zhì)(氧化物顆粒與金屬顆粒)需要被過濾掉并收集起來，否則會導(dǎo)致3D打印零件的失敗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種3D打印設(shè)備成形氣氛的氣體循環(huán)凈化裝置，解決了以往3D打印設(shè)備內(nèi)成形氣氛含有大量雜質(zhì)、顆粒物而影響3D打印成功率的技術(shù)難題。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

用于3D打印設(shè)備成形氣氛的氣體循環(huán)凈化裝置，包括氣體循環(huán)主管道，氣體循環(huán)主管道上按氣體流動方向順次連通有旋風(fēng)式顆粒分離器、濾芯組、循環(huán)風(fēng)機及主管道閥門，所述氣體循環(huán)主管道還連通有氧氣凈化柱，氧氣凈化柱的進氣端連通在循環(huán)風(fēng)機和主管道閥門之間，所述氧氣凈化柱的出氣端連通在主管道閥門的出口端。

進一步的，所述濾芯組包括按氣體流動方向順次連通的粗濾濾芯和精濾濾芯。

進一步的，該氣體循環(huán)凈化裝置還包括差壓傳感器，差壓傳感器的兩端通過差壓傳感器管道連通濾芯組兩端的主管道。

進一步的，所述差壓傳感器還連接有控制器，控制器連接有報警系統(tǒng)。

進一步的，所述氧氣凈化柱的進氣端設(shè)置有入口閥門，所述氧氣凈化柱的出氣端設(shè)置有出口閥門。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊合理，裝卸方便，可很好的對氣體進行過濾和凈化，凈化效果好，并且可降低氣體中的含氧量，保證3D打印的成形效果，提高了3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中箭頭方向表示氣體流動方向。

圖中的標(biāo)號分別表示為：1、成形缸；2、成形缸運動部件；3、成形室；4、激光組件；5、氣體循環(huán)主管道；6、氧氣凈化柱；7、出口閥門；8、主管道閥門；9、入口閥門；10、循環(huán)風(fēng)機；11、差壓傳感器管道；12、精濾濾芯；13、差壓傳感器；14、粗濾濾芯；15、旋風(fēng)式顆粒分離器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例1

如圖1所示，用于3D打印設(shè)備成形氣氛的氣體循環(huán)凈化裝置，包括氣體循環(huán)主管道5，氣體循環(huán)主管道5上按氣體流動方向順次連通有旋風(fēng)式顆粒分離器15、濾芯組、循環(huán)風(fēng)機10及主管道閥門8，所述氣體循環(huán)主管道5還連通有氧氣凈化柱6，氧氣凈化柱6的進氣端連通在循環(huán)風(fēng)機10和主管道閥門8之間，所述氧氣凈化柱6的出氣端連通在主管道閥門8的出口端。

本實施例中，3D打印設(shè)備主要包括成形缸1和成形室3，成形缸1內(nèi)設(shè)置成形缸運動部件2，成形室3上端設(shè)置激光組件4，氣體循環(huán)主管道5的兩端均連通成形室3，成形室3內(nèi)填充有氮氣、氬氣等惰性氣體。

本實施例中，預(yù)先開啟主管道閥門8，成形室3內(nèi)的惰性氣體依次通過旋 風(fēng)式顆粒分離器15、濾芯組、循環(huán)風(fēng)機10及主管道閥門8后再次循環(huán)回到成形室3。當(dāng)惰性氣體經(jīng)過旋風(fēng)式顆粒分離器15時，通過旋風(fēng)式顆粒分離器15將惰性氣體中含有的較大直徑的氧化物顆粒、部分金屬顆粒分離收集，然后惰性氣體再次通過濾芯組過濾掉直徑較小和微小的氧化物顆粒、部分金屬顆粒及粉塵，然后在循環(huán)風(fēng)機10作用下回到成形室3，完成惰性氣體的凈化過濾。

本實施例在對氣體進行過濾凈化的同時，還可以降低惰性氣體內(nèi)的含氧量。當(dāng)惰性氣體在循環(huán)過程中，可關(guān)閉主管道閥門8，則惰性氣體循環(huán)到循環(huán)風(fēng)機10后則直接進入到氧氣凈化柱6，通過氧氣凈化柱6凈化惰性氣體內(nèi)混雜的氧氣，降低惰性氣體的含氧量，當(dāng)含氧量降低則開啟主管道閥門8，惰性氣體則直接送入成形室3。

本實施例通過成形室3連通，可以循環(huán)凈化過濾成形室3內(nèi)的惰性氣體，降低氣體中因加工產(chǎn)品而出現(xiàn)的氧化物顆粒、金屬顆粒及粉塵，并且分級依次分離過濾，凈化效果好，保證了成形室3內(nèi)成形氣氛處于最佳，凈化效果好，且可通過氧氣凈化柱6降低氣體中的含氧量，保證了3D打印的成形效果，提高了3D打印產(chǎn)品的質(zhì)量，并且提高了3D打印的成功率。

實施例2

本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上優(yōu)化了濾芯組，具體為：所述濾芯組包括按氣體流動方向順次連通的粗濾濾芯14和精濾濾芯12。

本實施例粗濾濾芯14先對氣體內(nèi)較大直徑的顆粒物雜質(zhì)進行過濾，再通過精濾濾芯12過濾掉氣體內(nèi)的微小顆粒物和粉塵，達到徹底過濾的目的，提高了過濾效率。

實施例3

本實施例在實施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上增加了以下結(jié)構(gòu)：該氣體循環(huán)凈 化裝置還包括差壓傳感器13，差壓傳感器13的兩端通過差壓傳感器管道11連通濾芯組兩端的氣體循環(huán)主管道5。

本實施例為了保證氣體的正常流向，并且隨時掌控濾芯組內(nèi)濾芯的飽和度，因此加入了差壓傳感器13，從而通過差壓傳感器13檢測濾芯組兩端壓強，從而通過壓力差值來判斷濾芯飽和情況，從而及時更換內(nèi)部濾芯，保證氣體的正常循環(huán)和過濾過濾效果。

實施例4

本實施例在實施例1-實施例3的基礎(chǔ)上增加了以下結(jié)構(gòu)：所述差壓傳感器13還連接有控制器，控制器連接有報警系統(tǒng)。

本實施例的控制器可以通過判斷差壓傳感器13的壓力差值來控制報警系統(tǒng)，通過報警系統(tǒng)報警提醒工作人員，從而及時更換已經(jīng)飽和的濾芯，保證正常的過濾，極為方便。

實施例5

本實施例在上述任一實施例的基礎(chǔ)上增加了以下結(jié)構(gòu)：所述氧氣凈化柱6的進氣端設(shè)置有入口閥門9，所述氧氣凈化柱6的出氣端設(shè)置有出口閥門7。

本實施例為了增加氧氣凈化柱6的使用靈活性，加入入口閥門9和出口閥門7，從而可以控制進入和輸出氧氣凈化柱6的氣體流量，保證進入氧氣凈化柱6的氣體達到氧氣凈化柱6的凈化最大值，提高凈化效率，降低能耗，并且可以根據(jù)氣體內(nèi)含氧情況選擇是否流入氧氣凈化柱6進行氧氣凈化，使用靈活。

如上所述即為本發(fā)明的實施例。前文所述為本發(fā)明的各個優(yōu)選實施例，各個優(yōu)選實施例中的優(yōu)選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實施方式為前提，各個優(yōu)選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述發(fā)明人的發(fā)明驗證過程，并非用以限制本發(fā) 明的專利保護范圍，本發(fā)明的專利保護范圍仍然以其權(quán)利要求書為準(zhǔn)，凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。