CN108031846A - 一种用于slm过程的气流循环加热过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，属于增材制造技术领域。该装置包括加热室、温度控制器、气瓶、成型室、加热过滤装置，气瓶设置在加热室外侧，气瓶通过气管Ⅰ与加热室的进气管连通，加热室的出气管通过气管Ⅱ与成型室的进气端连通，成型室的出气端通过气管Ⅲ与加热过滤装置的进气端连通，加热过滤装置的出气端通过回流管与出气管连通；温度控制器固定设置在加热室的侧壁；加热室内设置有环形的气体加热管道，加热过滤装置内设置有加热挡板。本发明采用环形加热通道，扩大气流与热量的接触面积，加热挡板之间构成的蛇形通道对流回的气体进行预加热及杂质隔离，提高加热速率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，属于增材制造技术领域。
背景技术
增材制造技术不同于传统的减材及变形成形技术，可在没有模具的条件下迅速制造出任意复杂形状的三维实体零件，已广泛应用于航天、生物医学等领域。选择性激光熔化技术（Selective Laser Melting, SLM）作为增材制造技术的一种，利用激光束作为热源对单层粉末进行有选择地加热熔化，使单层内和层间的粉末颗粒发生粘结，最终能快速成形出复杂形状的三维实体。在成形过程中，工业或者研究中均通入保护气体，以防止氧气对于粉末的氧化，通入成型室的气体将激光熔化粉末过程中烧损激起的杂质吹入旁边，避免杂质影响成形质量，并采用过滤循环***重复利用气体。然而，从气瓶中流出的气体是在低温液态下保存的，高压下转化为低温气体，流动过程中易带走成型室内热量，使层与层间存在温度差异，不利于力学性能的保证，同时，过滤循环装置占用设备的使用空间，不利于集成化的实现。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提供一种用于SLM粉体的回收装置，一种用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，该装置对气流进行循环加热，以维持成型室内温度，具有过滤杂质、设计新颖、结构合理的特点。
本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：
一种用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，其特征在于：包括加热室、温度控制器、气瓶、成型室、加热过滤装置，气瓶设置在加热室外侧，气瓶通过气管Ⅰ与加热室的进气管连通，加热室的出气管通过气管Ⅱ与成型室的进气端连通，成型室的出气端通过气管Ⅲ与加热过滤装置的进气端连通，加热过滤装置的出气端通过回流管与出气管连通；温度控制器固定设置在加热室的侧壁；
加热过滤装置固定设置在加热室的一端且靠近出气管，加热过滤装置内壁均匀设置有若干个加热挡板，加热挡板与温度控制器连接，相邻加热挡板间形成气流通道，加热过滤装置的近出气管端的侧壁底部设置有回流孔，回流管的一端设置在回流孔内，回流管的另一端与出气管连通，回流管上设置有气体单向阀；加热过滤装置的远出气管端的侧壁设置有回流口，成型室的出气端通过气管Ⅲ与回流口连通；
加热室两端侧壁设置有支撑座Ⅰ、支撑座Ⅱ且支撑座Ⅰ、支撑座Ⅱ的位置相对应，支撑座Ⅰ、支撑座Ⅱ间设置有支撑轴，支撑轴上环形缠绕设置有气体加热管道，气体加热管道外套装设置有支撑套筒，支撑套筒外壁环形缠绕设置有加热线圈，加热线圈与温度控制器连接；
进一步地，温度控制器的外壁上固定设置有显示屏、调温按钮，显示屏、调温按钮与温度控制器连接；
进一步地，加热室顶端设置有顶盖，顶盖下端设置有凸台，凸台与加热室的内腔体配合，加热室与顶盖间设置有密封垫圈。
进一步地，加热挡板包括上加热挡板、下加热挡板、加热隔板Ⅰ、加热隔板Ⅱ，上加热挡板、加热隔板Ⅰ形成“└”型结构加热挡板，下加热挡板、加热隔板Ⅱ形成“⅂”型结构加热挡板，“└”型结构加热挡板、“⅂”型结构加热挡板形成蛇形气流通道。
进一步地，加热过滤装置通过连接法兰、沉头螺钉固定在加热室的靠近出气管的外侧壁。
更进一步地，加热室的内壁、顶盖的下端面、加热过滤装置内壁均设置有保温层。
更进一步地，进气管、出气管分别通过锁紧环与气体加热管道的两端连接。
更进一步地，回流管、进气管、出气管均为PVC钢丝软管。
更进一步地，支撑套筒、气体加热管道、加热挡板的材质均为铜合金。
本发明的有益效果：
（1）本发明采用环形加热通道，扩大气流与热量的接触面积，保证气体带有恒定的热量，以维持成型室内温度，降低热量损失，保证层与层之间良好的冶金结合；
（2）本发明的加热过滤装置中挡板与隔板构成的蛇形通道对流回的气体进行加热及杂质的隔离与排除，提高加热速率，并能得到干净的气体；
（3）本发明中被加热的气体受热膨胀能增加压力，易于将烧损的杂质吹离工作平面，降低了杂质对于性能的不利影响；
（4）本发明中加热室与加热过滤装置一体化设计，节省设备内部空间，更能达到集成化的要求。
（5）本发明中气流的循环加热利用使生产成本大大降低，并能保证构件优异的力学性能。
附图说明
图1为实施例1用于SLM过程的气流循环加热过滤装置组装示意图；
图2为实施例1用于SLM过程的气流循环加热过滤装置的组装侧视图；
图3为用于SLM过程的气流循环加热过滤装置的的剖视图（省略气瓶和成型室）；
图4为实施例1用于SLM过程的气流循环加热过滤装置的立体结构示意图（省略气瓶和成型室）；
图5为实施例1用于SLM过程的气流循环加热过滤装置的俯视图（省略气瓶、成型室和顶盖）；
图6为实施例1加热过滤装置结构示意图；
图7为实施例1加热过滤装置侧视图；
图中：1-加热室，2-顶盖，3-密封垫圈，4-气管Ⅰ，5-支撑轴，6-回流通道，7-加热过滤装置，8-回流口，9-回流管，10-出气管，11-进气管，12-加热线圈，13-支撑套筒，14-加热通道，15-温度控制器，16-连接盘，17-沉头螺钉，18-上加热挡板，19-下加热挡板，20-加热隔板Ⅰ，21-显示屏，22-调温按钮，23-加热隔板Ⅱ，24-支撑座Ⅰ、25-支撑座Ⅱ，26-气流通道，27-成型室，28-气管Ⅱ，29-气管Ⅲ，30-气体单向阀，31-气瓶。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1~7所示，一种用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，包括加热室1、温度控制器15、气瓶31、成型室27、加热过滤装置7，气瓶31设置在加热室1外侧，气瓶31通过气管Ⅰ4与加热室1的进气管11连通，加热室1的出气管10通过气管Ⅱ28与成型室27的进气端连通，成型室27的出气端通过气管Ⅲ29与加热过滤装置7的进气端连通，加热过滤装置7的出气端通过回流管9与出气管10连通；温度控制器15固定设置在加热室1的侧壁；
加热过滤装置7固定设置在加热室1的一端且靠近出气管10，加热过滤装置7内壁均匀设置有若干个加热挡板，加热挡板与温度控制器15连接，相邻加热挡板间形成气流通道26，加热过滤装置7的近出气管10端的侧壁底部设置有回流孔6，回流管9的一端设置在回流孔6内，回流管9的另一端与出气管10连通，回流管9上设置有气体单向阀30；加热过滤装置7的远出气管10端的侧壁设置有回流口8，成型室27的出气端通过气管Ⅲ29与回流口8连通；
加热室1两端侧壁设置有支撑座Ⅰ24、支撑座Ⅱ25且支撑座Ⅰ24、支撑座Ⅱ25的位置相对应，支撑座Ⅰ24、支撑座Ⅱ25间设置有支撑轴5，支撑轴5上环形缠绕设置有气体加热管道14，气体加热管道14外套装设置有支撑套筒13，支撑套筒13外壁环形缠绕设置有加热线圈12，加热线圈12与温度控制器15连接。
温度控制器15的外壁上固定设置有显示屏21、调温按钮22，显示屏21、调温按钮22与温度控制器15连接。
加热室1顶端设置有顶盖2，顶盖2下端设置有凸台，凸台与加热室1的内腔体配合，加热室1与顶盖2间设置有密封垫圈3。
加热挡板包括上加热挡板18、下加热挡板19、加热隔板Ⅰ20、加热隔板Ⅱ23，上加热挡板18、加热隔板Ⅰ20形成“└”型结构加热挡板，下加热挡板19、加热隔板Ⅱ23形成“⅂”型结构加热挡板，“└”型结构加热挡板、“⅂”型结构加热挡板形成蛇形气流通道26。
加热过滤装置7通过连接法兰16、沉头螺钉17固定在加热室1的靠近出气管10的外侧壁。
加热室1的内壁、顶盖2的下端面、加热过滤装置7内壁均设置有保温层。
进气管11、出气管10分别通过锁紧环与气体加热管道14的两端连接。
回流管9、进气管11、出气管10均为PVC钢丝软管。
支撑套筒13、气体加热管道14、加热挡板的材质均为铜合金。
工作过程：
通过温度控制器15的调温按钮22，设置加热线圈12、上加热挡板18、下加热挡板19、加热隔板Ⅰ20、加热隔板Ⅱ23的温度值，在显示屏21中可观察到数值的变化。从气瓶31中流出的气体经过气管Ⅰ4，通过进气管10进入到加热室1的加热通道14中，加热线圈12通过支撑套筒13给予加热通道14热量，进而传递给气流，气流从出气管11流出并通过气管Ⅱ28进入到成型室27中，从成型室27流出的带有杂质的气流通过气管Ⅲ29从回流口8进入到加热过滤装置7中。开启气体单向阀30，进入加热过滤装置7的气流撞击上加热挡板18和下加热挡板19时，气流携带热量，气流在气流通道26中蛇形流动，在加热隔板Ⅰ20、加热隔板Ⅱ23的作用下，气流中的杂质被隔离排出，最后干净的气流通过与回流孔6连接的回流管9进入到出气管10中，再经过气管Ⅱ28流入成型室27重复利用。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，其特征在于：包括加热室（1）、温度控制器（15）、气瓶（31）、成型室（27）、加热过滤装置（7），气瓶（31）设置在加热室（1）外侧，气瓶（31）通过气管Ⅰ（4）与加热室（1）的进气管（11）连通，加热室（1）的出气管（10）通过气管Ⅱ（28）与成型室（27）的进气端连通，成型室（27）的出气端通过气管Ⅲ（29）与加热过滤装置（7）的进气端连通，加热过滤装置（7）的出气端通过回流管（9）与出气管（10）连通；温度控制器（15）固定设置在加热室（1）的侧壁；
加热过滤装置（7）固定设置在加热室（1）的一端且靠近出气管（10），加热过滤装置（7）内壁均匀设置有若干个加热挡板，加热挡板与温度控制器（15）连接，相邻加热挡板间形成气流通道（26），加热过滤装置（7）的近出气管（10）端的侧壁底部设置有回流孔（6），回流管（9）的一端设置在回流孔（6）内，回流管（9）的另一端与出气管（10）连通，回流管（9）上设置有气体单向阀（30）；加热过滤装置（7）的远出气管（10）端的侧壁设置有回流口（8），成型室（27）的出气端通过气管Ⅲ（29）与回流口（8）连通；
加热室（1）两端侧壁设置有支撑座Ⅰ（24）、支撑座Ⅱ（25）且支撑座Ⅰ（24）、支撑座Ⅱ（25）的位置相对应，支撑座Ⅰ（24）、支撑座Ⅱ（25）间设置有支撑轴（5），支撑轴（5）上环形缠绕设置有气体加热管道（14），气体加热管道（14）外套装设置有支撑套筒（13），支撑套筒（13）外壁环形缠绕设置有加热线圈（12），加热线圈（12）与温度控制器（15）连接。
2.根据权利要求1所述用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，其特征在于：温度控制器（15）的外壁上固定设置有显示屏（21）、调温按钮（22），显示屏（21）、调温按钮（22）与温度控制器（15）连接。
3.根据权利要求1所述用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，其特征在于：加热室（1）顶端设置有顶盖（2），顶盖（2）下端设置有凸台，凸台与加热室（1）的内腔体配合，加热室（1）与顶盖（2）间设置有密封垫圈（3）。
4.根据权利要求1所述用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，其特征在于：加热挡板包括上加热挡板（18）、下加热挡板（19）、加热隔板Ⅰ（20）、加热隔板Ⅱ（23），上加热挡板（18）、加热隔板Ⅰ（20）形成“└”型结构加热挡板，下加热挡板（19）、加热隔板Ⅱ（23）形成“⅂”型结构加热挡板，“└”型结构加热挡板、“⅂”型结构加热挡板形成蛇形气流通道（26）。
5.根据权利要求1所述用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，其特征在于：加热过滤装置（7）通过连接法兰（16）、沉头螺钉（17）固定在加热室（1）的靠近出气管（10）的外侧壁。
6.根据权利要求1所述用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，其特征在于：加热室（1）的内壁、顶盖（2）的下端面、加热过滤装置（7）内壁均设置有保温层。
7.根据权利要求1所述用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，其特征在于：进气管（11）、出气管（10）分别通过锁紧环与气体加热管道（14）的两端连接。
8.根据权利要求1所述用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，其特征在于：回流管（9）、进气管（11）、出气管（10）均为PVC钢丝软管。
9.根据权利要求1所述用于SLM过程的气流循环加热过滤装置，其特征在于：支撑套筒（13）、气体加热管道（14）、加热挡板的材质均为铜合金。
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