除氧方法、系统以及3d打印方法和3d打印机的制作方法
【专利摘要】一种除氧方法、系统以及3D打印方法和3D打印机，其中，所述除氧方法应用于3D打印机中，包括以下步骤：向所述3D打印机的成型仓中充入保护气；检测所述成型仓内的氧气含量；如果所述成型仓内的氧气含量小于一预设标准，则继续充入保护气，否则，停止充入保护气。该除氧方法通过向成型仓充入保护气来降低成型仓内的氧气含量，可以控制成型仓内的氧气含量低于预设含量，避免氧气对产品、3D打印设备的损害。
【专利说明】
除氧方法、系统以及3D打印方法和3D打印机
技术领域
[0001] 本发明属于生产制造设备领域，具体涉及一种应用于3D打印机中的除氧方法、除 氧系统以及3D打印方法和3D打印机。
【背景技术】
[0002] 3D打印机又称三维打印机，是一种利用快速成形技术，以数字模型文件为基础，采 用金属或非金属材料(例如厶85、？(^4、？1^等塑料、光敏树脂、橡胶、不锈钢、钛合金、陶瓷、 混凝土等材料)制成的待成型粉末，将平铺好的待成型粉末逐层熔化/融化，然后固化堆积 成型来构造三维的实体的打印设备。
[0003] 目前3D打印一般是在空气中进行的，但是对于一些材料，如金属，在空气中容易氧 化，影响了成型品的成分的纯度。另外，如果成型仓内的氧气含量过高，3D打印机的零件在 高温作业下造成氧化严重，打印过程中出现球化、黑烟等现象，甚至会导致打印过程中出现 爆炸，造成安全隐患。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例的目的在于提供一种应用于3D打印机中的除氧方法、3D打印方法， 以及一种应用于3D打印机中的除氧系统和3D打印机，以解决现有3D打印过程中氧气含量过 高造成对3D打印产品、设备的损害和安全隐患。
[0005] 为此，本发明实施例首先提供了一种应用于3D打印机中的除氧方法，包括以下步 骤：
[0006] 向所述3D打印机的成型仓中充入保护气；
[0007] 检测所述成型仓内的氧气含量；
[0008] 如果所述成型仓内的氧气含量大于或等于一预设标准，则继续充入保护气，否则， 停止充入保护气。
[0009 ]其次，本发明实施例还提供了一种3D打印方法，包括：
[0010]使用如权利要求1或2所述的除氧方法；
[0011]启动所述3D打印机进行3D打印；
[0012] 检测所述3D打印机的成型仓内的氧气含量，如果所述氧气含量大于或等于所述预 设含量，则向所述3D打印机的成型仓中充入保护气。
[0013] 再次，本发明实施例还提供了一种应用于3D打印机中的除氧系统，包括气源、测氧 机构和三通阀，
[0014] 所述气源与所述三通阀的第一接口连接，所述三通阀的第二接口与所述3D打印机 的成型仓连接，所述三通阀的第三接口与一排气管连接；以及
[0015] 所述测氧机构包括依次与所述成型仓连接的测氧仪和抽气栗，所述抽气栗的出气 口与所述成型仓连接。
[0016] 最后，本发明实施例又提供了一种3D打印机，具有成型仓，还包括上述的除氧系 统。
[0017] 相较于现有技术，本发明实施例提供的一种应用于3D打印机中的除氧方法、3D打 印方法，以及一种应用于3D打印机中的除氧系统和3D打印机通过向成型仓中充入保护气来 降低成型仓中的氧气含量。而且，在3D打印过程中能实时检测成型仓内的氧气含量，防止打 印过程中出现氧气含量回升，从而可以控制成型仓内的氧气含量低于预设含量，避免氧气 对产品、3D打印设备的损害。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明所述一种应用于3D打印机中的除氧系统一实施方式的结构示意图；
[0019] 图2是本发明所述一种应用于3D打印机中的除氧系统一实施方式中除氧机构的结 构示意图；
[0020] 图3是本发明所述一种应用于3D打印机中的除氧方法一实施方式的流程图；
[0021 ]图4是本发明所述一种3D打印方法一实施方式的流程图。
[0022]主要元件符号说明
L〇〇24」如卜具体买施万式将结合上述附图进一步说明本友明。
【具体实施方式】
[0025]本发明实施方式涉及的一种应用于3D打印机中的除氧方法、3D打印方法、除氧系 统和3D打印机通过向3D打印机的成型仓10中充入保护气来降低成型仓10中的氧气含量，实 现保护3D打印产品和设备的目的。
[0026]请参阅图1，图1是本发明所述一种应用于3D打印机中的除氧系统一实施方式的结 构示意图。在图1示出的实施方式中，该结构的除氧系统包括气源40、测氧机构60和三通阀 30。气源40可以是循环风机或者空气栗，用于驱动保护气进入成型仓10内。保护气可以是氮 气，优选采用惰性气体，例如氩气、氦气等。三通阀30可以是电磁或者气动驱动式，具有三个 相互连通的接口，即第一接口31、第二接口32和第三接口33。三通阀30的每个接口都能够打 开或者关闭，因此可以打开或者关闭与第一接口 31、第二接口 32和第三接口 33连接的通道。
[0027] 具体而言，气源40的出气口通过一管道与三通阀30的第一接口 31连接，气源40驱 动的保护气从第一接口 31进入三通阀30。三通阀30的第二接口 32和第三接口 33作为出气 口，三通阀30的第二接口 32与3D打印机的成型仓10连接，第三接口 33与一排气管连接。此 外，在三通阀30与成型仓10之间还可以设置一个阀开关20。在该阀开关20打开状态下，保护 气从三通阀30流出后，经阀开关20进入成型仓10内。根据该阀开关20打开或关闭的状态，可 以控制三通阀30与成型仓10之间的管道的连通或关闭。
[0028]在一些实施方式中，该除氧系统还可包括净化器50。成型仓10的排气口与所述净 化器50连接，以对成型仓10中的气体进行净化，吸收其中的灰尘、水分、有毒或有害气体。另 外，在成型仓10与净化器50之间还可以设置一阀开关20,在该阀开关20打开状态下，保护气 从成型仓10内流出后，经该阀开关20进入净化器50内。根据该阀开关20打开或关闭的状态， 可以控制三通阀30与成型仓10之间的管道的连通或关闭。
[0029]参见图2,图2是本发明所述一种应用于3D打印机中的除氧系统一实施方式中除氧 机构的结构示意图。在图2示出的实施方式中，测氧机构60用于检测成型仓10中的氧气含 量，其包括依次与成型仓10连接的测氧仪63和抽气栗62,即成型仓10与测氧仪63连接，抽气 栗62的进气口与测氧仪63连接，抽气栗62的出气口再与成型仓10连接，形成一测氧环路。其 中，抽气栗62用于从成型仓10中抽取其中的气体供测氧仪63分析气体中的氧气含量。抽气 栗62的结构可以是本领域技术人员熟知的，例如可以是通过电机的圆周运动，驱动机械装 置使栗内部的隔膜做往复式运动，从而对固定容积的栗腔内的空气进行压缩、拉伸形成真 空（负压），在进气口处与外界大气压产生压力差，在压力差的作用下，将气体压（吸)入栗 腔，再从出气口排出。在图2示出的实施方式中，测氧机构60还包括一过滤器61，抽气栗62通 过该过滤器61与成型仓10连接。因此，在抽气栗62的作用下，保护气从成型仓10内流出后， 经该过滤器61进入抽气栗62内。另外，过滤器61与成型仓10之间还可以设置一阀开关20,在 该阀开关20打开状态下，保护气从成型仓10内流出后，经阀开关20进入抽气栗62。根据该阀 开关20打开或关闭的状态，可以控制成型仓10与抽气栗62之间的管道的连通或关闭。而且， 在成型仓10与测氧仪63之间也可以设置一阀开关20,在该阀开关20打开状态下，保护气从 成型仓10内流出后，经阀开关20进入测氧仪63。根据该阀开关20打开或关闭的状态，可以控 制成型仓10与测氧仪63之间的管道的连通或关闭。
[0030] 其中，上述的"阀开关"是指具有截止作用的开关，具体结构可以是本领域技术人 员熟知的各种阀开关，包括但不限于气动阀开关、电动阀开关和液压阀开关。
[0031] 此外，本发明实施例还提供了一种3D打印机，具有上述实施方式涉及的除氧系统， 用于控制成型仓10内的氧气含量，从而可以防止打印过程中出现氧气含量回升，从而可以 控制成型仓10内的氧气含量低于预设含量，避免氧气对产品、3D打印设备的损害。
[0032] 参见图3,图3是本发明所述一种应用于3D打印机中的除氧方法一实施方式的流程 图。图3示出的除氧方法可以应用在图1和图2涉及的除氧系统上，但不限于上述结构的除氧 系统。该应用于3D打印机中的除氧方法包括步骤S301-S303。
[0033]具体而言，在步骤S301中，向所述3D打印机的成型仓10中充入保护气。保护气可以 是氮气、惰性气体(例如氩气）等。在充入保护气的同时，还可以检测成型仓10内的气体压 力，控制气体压强处于一个预设的范围内。如果成型仓10内的气压大于预设的范围，例如超 过预设值5K帕斯卡(Pa)，则打开排气管道释放压力，而当成型仓10内的气体压力小于预设 值0.2KPa，则关闭排气管道，充入保护气，直至成型仓10内的气体压强位于预设的范围之 内。
[0034]在步骤S302中，检测所述成型仓10内的氧气含量。此处使用的"氧气含量"可以是 指成型仓10内的氧气体积占成型仓10内所有气体的体积比例。检测氧气含量的仪器可以是 前述实施方式中涉及的测氧机构60,利用抽气栗62将成型仓10内的气体抽出给测氧仪63检 测气体的氧气含量。其中，检测氧气含量的频率可以是实时检测，也可以是每隔预设时间检 测一次，例如每隔5分钟启动检测机构检测一次氧气含量。在步骤S301启动后，第一次检测 成型仓10内的氧气含量的时间可以间隔较长时间，例如充入保护气20分钟后才开始第一次 检测氧气含量。
[0035]在步骤S303中，如果所述成型仓10内的氧气含量大于或等于一预设标准，则继续 充入保护气，如果所述成型仓10内的氧气含量小于一预设标准，则停止充入保护气，从而可 以控制成型仓10内的氧气含量处于预设标准的范围内。其中，所述的预设标准是指成型仓 10内的氧气含量低于一预设含量，本领域技术人员可以根据3D打印产品和设备等因素进行 设定或修改。
[0036]从上述的实施方式可以看出，该除氧方法通过向成型仓10充入保护气来降低成型 仓10内的氧气含量，可以控制成型仓10内的氧气含量低于预设含量，避免氧气对产品、3D打 印设备的损害。
[0037]参见图4,图4是本发明所述一种3D打印方法一实施方式的流程图。图4示出的3D打 印方法包括步骤S401-S403。
[0038]在步骤S401中，使用上述实施方式中披露的除氧方法降低成型仓10内的氧气含 量。除非与本实施方式描述的3D打印方法相反或冲突的启示或论述，上述的除氧方法涉及 的所有技术内容均使用于本实施方式之中，此处不再对上述实施方式涉及的除氧方法的原 理和过程进行赘述。
[0039] 在步骤S402中，启动所述3D打印机进行3D打印。
[0040]在步骤S403中，检测所述3D打印机的成型仓10内的氧气含量，如果所述氧气含量 大于或等于所述预设含量，则向所述3D打印机的成型仓10中充入保护气。此处使用的"氧气 含量"可以是指成型仓10内的氧气体积占成型仓10内所有气体的体积比例。检测氧气含量 的仪器可以是前述实施方式中涉及的测氧机构60,利用抽气栗62将成型仓10内的气体抽出 给测氧仪63检测气体的氧气含量。其中，检测氧气含量的频率可以是实时检测，也可以是每 隔预设时间检测一次，例如每隔5分钟启动检测机构检测一次氧气含量。其中，第一次检测 成型仓10内的氧气含量的时间可以间隔较长时间，例如充入保护气20分钟后才开始第一次 检测氧气含量。此外，所述的预设标准是指成型仓10内的氧气含量低于一预设含量，本领域 技术人员可以根据3D打印产品和设备等因素进行设定或修改。
[00411因此，该3D打印方法通过在3D打印机启动前向成型仓10内充入保护气降低成型仓 10内的氧气含量，在3D打印机工作的过程中检测成型仓10内的氧气含量，并且在氧气含量 较低时继续向成型仓10充入保护气来降低成型仓10内的氧气含量，从而可以控制成型仓10 内的氧气含量低于预设含量，避免氧气对产品、3D打印设备的损害。
[0042]本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的 适当改变和变化都落在本发明求保护的范围之内。
【主权项】
1. 一种应用于3D打印机中的除氧方法，其特征在于，包括以下步骤： 向所述3D打印机的成型仓中充入保护气； 检测所述成型仓内的氧气含量； 如果所述成型仓内的氧气含量大于或等于一预设标准，则继续充入保护气，否则，停止 充入保护气。2. 如权利要求1所述的应用于3D打印机中的除氧方法，其特征在于，所述检测所述成型 仓内的氧气含量的步骤包括： 等待一预设时间后，检测所述成型仓内的氧气含量。3. -种3D打印方法，其特征在于，包括： 使用如权利要求1或2所述的除氧方法进行除氧； 启动所述3D打印机进行3D打印； 检测所述3D打印机的成型仓内的氧气含量，如果所述氧气含量大于或等于所述预设含 量，则向所述3D打印机的成型仓中充入保护气。4. 一种应用于3D打印机中的除氧系统，其特征在于，包括气源、测氧机构和三通阀， 所述气源与所述三通阀的第一接口连接，所述三通阀的第二接口与所述3D打印机的成 型仓连接，所述三通阀的第三接口与一排气管连接；以及 所述测氧机构包括依次与所述成型仓连接的测氧仪和抽气栗，所述抽气栗的出气口与 所述成型仓连接。5. 如权利要求4所述的应用于3D打印机中的除氧系统，其特征在于，还包括净化器，所 述成型仓的排气口与所述净化器连接。6. 如权利要求4或5所述的应用于3D打印机中的除氧系统，其特征在于，所述三通阀与 所述成型仓之间还通过阀开关连接和/或所述成型仓与所述净化器之间还通过阀开关连 接。7. 如权利要求4所述的应用于3D打印机中的除氧系统，其特征在于，所述气源包括循环 风机或空气栗。8. 如权利要求4所述的应用于3D打印机中的除氧系统，其特征在于，所述测氧机构还包 括过滤器，所述抽气栗通过所述过滤器与所述成型仓连接。9. 如权利要求8所述的应用于3D打印机中的除氧系统，其特征在于，所述过滤器通过一 阀开关与所述成型仓连接和/或所述成型仓通过一阀开关与所述测氧仪连接。10. -种3D打印机，具有成型仓，其特征在于，还包括如权利要求4-9任一项的除氧系 统。
【文档编号】B22F3/105GK105835365SQ201610270392
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】刘建业, 胡高峰, 梁崇智, 徐卡里, 高文华, 关子民, 朱昊威
【申请人】广东汉邦激光科技有限公司, 刘建业