一种用于金属3D打印系统的净化系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于金属3D打印系统的净化系统，属于3D打印技术领域。

背景技术：

随着材料技术的发展，越来越多的金属材料进入3D打印行业。由于金属3D打印时对工作环境要求较严格，每次加工前都要对加工环境进行处理，而且处理过程时间较长，影响加工效率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于金属3D打印系统的净化系统，采用全新气流循环驱动机构，能够在3D打印工作的同时，实现高效净化操作。

本实用新型为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本实用新型设计了一种用于金属3D打印系统的净化系统，用于针对3D打印本体系统中密封箱体的内部实现净化，包括气源、电磁阀c、排气管、循环输出管道、风机、循环输入管道、减压阀、充气管道、控制模块和至少两组过滤装置；

其中，密封箱体的侧壁上设置贯穿其内外空间的供气孔，供气孔的口径与充气管道的口径相适应，充气管道的其中一端由外部对接于密封箱体侧壁上的供气孔，充气管道的另一端经减压阀对接气源的输出端；

密封箱体的侧壁上设置贯穿其内外空间的排气孔，电磁阀c位于密封箱体外部，电磁阀c的其中一端与密封箱体侧壁上的排气孔相对接，电磁阀c的另一端对接排气管的其中一端；

密封箱体的侧壁上分别设置贯穿其内外空间的循环进气孔和循环出气孔，且循环进气孔和循环出气孔分别位于密封箱体上彼此相对的两侧壁上；循环进气孔的口径与循环输入管道的口径相适应，循环输入管道的其中一端由外部对接密封箱体侧壁上的循环进气孔，循环输入管道的另一端对接风机的出风口；循环出气孔的口径与循环输出管道的口径相适应，循环输出管道的其中一端由外部对接密封箱体侧壁上的循环出气孔，循环输出管道的另一端对接风机的进风口；

各组过滤装置的结构彼此相同，各组过滤装置分别均包括电磁阀a、滤芯机构、电磁阀b；各组过滤装置中，电磁阀a的其中一端对接滤芯机构上的输入端，电磁阀b的其中一端对接滤芯机构上的输出端；各组过滤装置彼此之间相互并联，其中，各组过滤装置中电磁阀a的另一端彼此相对接，各组过滤装置中电磁阀b的另一端彼此相对接；各组过滤装置所组成的并联结构串联于循环输出管道上，且各组过滤装置中电磁阀a面向密封箱体一侧，各组过滤装置中电磁阀b面向风机一侧；

控制模块分别与电磁阀c、风机、减压阀、以及各组过滤装置中的电磁阀a、电磁阀b相连接，由控制模块分别对其进行控制。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述各组过滤装置中的滤芯机构分别均包括压力感应装置a、滤芯、滤芯筒、压力感应装置b，其中，滤芯固定设置于滤芯筒中，压力感应装置a固定设置于滤芯筒的输入端中，滤芯筒的输入端即为滤芯机构的输入端，压力感应装置b固定设置于滤芯筒的输出端中，滤芯筒的输出端即为滤芯机构的输出端；

各组过滤装置中滤芯机构内的压力感应装置a、压力感应装置b分别对接所述控制模块，将所获压力检测结果上传至控制模块中。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述3D打印本体系统中除密封箱体外，还包括光学激光烧结装置、铺粉刮刀装置、光纤、铺粉驱动装置、供料缸、成型缸和激光器；

其中，供料缸和成型缸均为顶部敞开、底部封闭结构，供料缸和成型缸的内部分别均固定设置电控升降平台，平台的形状、尺寸分别与所设缸内部截面的形状、尺寸相适应；密封箱体水平设置应用，密封箱体的顶面、底面均呈水平姿态；密封箱体的顶面上设置贯穿其内外空间的打印通孔，密封箱体的底面上设置贯穿其内外空间的铺粉通孔与取料通孔，且密封箱体上打印通孔与铺粉通孔在垂直其密封箱体顶面的方向上、彼此位置相对应；密封箱体上打印通孔的口径与光学激光烧结装置工作端的口径相适应，密封箱体上铺粉通孔的口径与成型缸顶部敞开口的口径相适应，以及密封箱体上取料通孔的口径与对应供料缸顶部敞开口的口径相适应；成型缸、供料缸分别设置于对应密封箱体的下方，成型缸的顶部敞开口固定对接铺粉通孔，供料缸的顶部敞开口固定对接取料通孔；铺粉驱动装置固定设置于密封箱体内部、供料缸背向成型缸一侧的内壁上，铺粉刮刀装置与铺粉驱动装置相连接，铺粉刮刀装置在铺粉驱动装置的驱动下、贴合密封箱体的内底面来回移动，且铺粉刮刀装置的移动区域覆盖密封箱体的铺粉通孔与取料通孔；光学激光烧结装置固定设置于密封箱体上表面，且光学激光烧结装置工作端对接密封箱体上表面的打印通孔；

激光器的输出端通过光纤与光学激光烧结装置的接收端相连接，所述控制模块分别与光学激光烧结装置、铺粉驱动装置、激光器、以及供料缸和成型缸中的电控升降平台相连接，分别进行控制。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述3D打印本体系统中还包括基板，基板的形状、尺寸与电控升降平台表面的形状、尺寸相适应，基板固定设置于电控升降平台表面上。

本实用新型所述一种用于金属3D打印系统的净化系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本实用新型所设计用于金属3D打印系统的净化系统，采用全新气流循环驱动机构，能够在3D打印工作的同时，实现高效净化操作，有效保证了不间断的3D打印操作，有效保证了工件质量，降低加工工件报废率，同时通过过滤装置的交错更换使用，节约了加工3D打印周期，大大提高了3D打印的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型设计用于金属3D打印系统的净化系统的结构示意图；

图2是本实用新型设计中滤芯机构的示意图。

其中，1. 气源，2. 光学激光烧结装置，3. 铺粉刮刀装置，4. 光纤，5. 密封箱体，6. 铺粉驱动装置，7. 电磁阀c，8. 排气管，9. 循环输出管道，10. 供料缸，11. 成型缸，12. 电磁阀a，13. 滤芯机构，14. 电磁阀b，18. 激光器，19. 控制模块，20. 风机，21. 循环输入管道，22. 基板，23. 减压阀，24. 充气管道，100. 压力感应装置a，101. 滤芯，102. 滤芯筒，103. 压力感应装置b。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

对于3D打印系统来说，当进行大型工件打印时，打印周期很长，成本高额，需实现工件持续打印。现有条件下，必须针对打印过程停机，才能针对过滤装置的滤芯进行更换。然而，打印设备一旦停机就会造成打印件的断层，一方面影响打印质量，更有甚者导致整件工件的报废。

本实用新型设计了一种用于金属3D打印系统的净化系统，用于针对3D打印本体系统中密封箱体5的内部实现净化，实际应用当中，如图1所示，3D打印本体系统中除密封箱体5外，还包括光学激光烧结装置2、铺粉刮刀装置3、光纤4、铺粉驱动装置6、供料缸10、成型缸11、激光器18、基板22；其中，供料缸10和成型缸11均为顶部敞开、底部封闭结构，供料缸10和成型缸11的内部分别均固定设置电控升降平台，平台的形状、尺寸分别与所设缸内部截面的形状、尺寸相适应；密封箱体5水平设置应用，基板22的形状、尺寸与电控升降平台表面的形状、尺寸相适应，基板22固定设置于电控升降平台表面上；密封箱体5的顶面、底面均呈水平姿态；密封箱体5的顶面上设置贯穿其内外空间的打印通孔，密封箱体5的底面上设置贯穿其内外空间的铺粉通孔与取料通孔，且密封箱体5上打印通孔与铺粉通孔在垂直其密封箱体5顶面的方向上、彼此位置相对应；密封箱体5上打印通孔的口径与光学激光烧结装置2工作端的口径相适应，密封箱体5上铺粉通孔的口径与成型缸11顶部敞开口的口径相适应，以及密封箱体5上取料通孔的口径与对应供料缸10顶部敞开口的口径相适应；成型缸11、供料缸10分别设置于对应密封箱体5的下方，成型缸11的顶部敞开口固定对接铺粉通孔，供料缸10的顶部敞开口固定对接取料通孔；铺粉驱动装置6固定设置于密封箱体5内部、供料缸10背向成型缸11一侧的内壁上，铺粉刮刀装置3与铺粉驱动装置6相连接，铺粉刮刀装置3在铺粉驱动装置6的驱动下、贴合密封箱体5的内底面来回移动，且铺粉刮刀装置3的移动区域覆盖密封箱体5的铺粉通孔与取料通孔；光学激光烧结装置2固定设置于密封箱体5上表面，且光学激光烧结装置2工作端对接密封箱体5上表面的打印通孔；激光器18的输出端通过光纤4与光学激光烧结装置2的接收端相连接，所述控制模块19分别与光学激光烧结装置2、铺粉驱动装置6、激光器18、以及供料缸10和成型缸11中的电控升降平台相连接，分别进行控制。

实际应用中，如图1所示，净化系统具体包括气源1、电磁阀c7、排气管8、循环输出管道9、风机20、循环输入管道21、减压阀23、充气管道24、控制模块19和至少两组过滤装置。

其中，密封箱体5的侧壁上设置贯穿其内外空间的供气孔，供气孔的口径与充气管道24的口径相适应，充气管道24的其中一端由外部对接于密封箱体5侧壁上的供气孔，充气管道24的另一端经减压阀23对接气源1的输出端。

密封箱体5的侧壁上设置贯穿其内外空间的排气孔，电磁阀c7位于密封箱体5外部，电磁阀c7的其中一端与密封箱体5侧壁上的排气孔相对接，电磁阀c7的另一端对接排气管8的其中一端。

密封箱体5的侧壁上分别设置贯穿其内外空间的循环进气孔和循环出气孔，且循环进气孔和循环出气孔分别位于密封箱体5上彼此相对的两侧壁上；循环进气孔的口径与循环输入管道21的口径相适应，循环输入管道21的其中一端由外部对接密封箱体5侧壁上的循环进气孔，循环输入管道21的另一端对接风机20的出风口；循环出气孔的口径与循环输出管道9的口径相适应，循环输出管道9的其中一端由外部对接密封箱体5侧壁上的循环出气孔，循环输出管道9的另一端对接风机20的进风口。

各组过滤装置的结构彼此相同，各组过滤装置分别均包括电磁阀a12、滤芯机构13、电磁阀b14；各组过滤装置中，电磁阀a12的其中一端对接滤芯机构13上的输入端，电磁阀b14的其中一端对接滤芯机构13上的输出端；各组过滤装置彼此之间相互并联，其中，各组过滤装置中电磁阀a12的另一端彼此相对接，各组过滤装置中电磁阀b14的另一端彼此相对接；各组过滤装置所组成的并联结构串联于循环输出管道9上，且各组过滤装置中电磁阀a12面向密封箱体5一侧，各组过滤装置中电磁阀b14面向风机20一侧。

控制模块19分别与电磁阀c7、风机20、减压阀23、以及各组过滤装置中的电磁阀a12、电磁阀b14相连接，由控制模块19分别对其进行控制。

如图2所示，各组过滤装置中的滤芯机构13分别均包括压力感应装置a100、滤芯101、滤芯筒102、压力感应装置b103，其中，滤芯101固定设置于滤芯筒102中，压力感应装置a100固定设置于滤芯筒102的输入端中，滤芯筒102的输入端即为滤芯机构13的输入端，压力感应装置b103固定设置于滤芯筒102的输出端中，滤芯筒102的输出端即为滤芯机构13的输出端。

各组过滤装置中滤芯机构13内的压力感应装置a100、压力感应装置b103分别对接所述控制模块19，将所获压力检测结果上传至控制模块19中。

上述所设计用于金属3D打印系统的净化系统，应用于实际当中时，控制模块19可以选择单片机或是ARM处理器进行实现，控制模块19一方面控制实现3D打印的操作，同时另一方面针对3D打印本体系统中密封箱体5的内部实现净化操作。

其中，对于3D打印操作，供料缸10内部电控升降平台的上表面堆放着用于3D打印的粉料，控制模块19的具体控制应用中，首先控制模块19控制成型缸11中电控升降平台相对密封箱体5内底面高度位置、下降预设高度，即控制基板22上表面相对密封箱体5内底面高度位置、下降预设高度，该预设高度即每次铺粉高度；同时控制模块19控制供料缸10内部所设置电控升降平台工作，控制该电控升降平台上升，使得其上表面所堆放的粉料突出于密封箱体5内底面预设高度，即突出于取料通孔预设高度；接着控制模块19通过对铺粉驱动装置6的控制、驱动铺粉刮刀装置3工作，即控制铺粉刮刀装置3贴合密封箱体5的内底面移动，使得铺粉刮刀装置3的移动区域依次划过密封箱体5中的取料通孔与铺粉通孔，如此在铺粉刮刀装置3的作用下，突出于取料通孔的粉料被推向铺粉通孔中，并在铺粉刮刀装置3划过铺粉通孔的过程中，粉料在铺粉刮刀装置3的作用下、平铺于铺粉通孔中，即平铺于成型缸11中电控升降平台上基板22的上表面，当铺粉刮刀装置3划过铺粉通孔之后，即完成3D烧结打印的单次铺粉操作；由于密封箱体5上打印通孔与铺粉通孔在垂直密封箱体5顶面的方向上、彼此位置相对应，然后控制模块19针对光学激光烧结装置2进行控制，使得光学激光烧结装置2工作，依次经打印通孔、铺粉通孔，针对对应成型缸11中电控升降平台上基板22表面所铺设的粉料进行选择性烧结，如此按上述所示操作方法，反复执行铺粉、烧结操作，即在密封箱体5实现3D打印操作。

控制模块19在控制进行3D打印操作的同时，控制模块19针对3D打印本体系统中密封箱体5的内部实现净化操作，实际应用中，诸如存在着两组过滤装置，具体控制中，控制模块19控制电磁阀c7关闭，并通过对减压阀23的控制，使得气源1对密封箱体5内部进行供气，然后控制模块19控制风机20工作，即经循环输入管道21、循环输出管道9构建了针对密封箱体5内部的气流循环通道，并驱动气流在其中不断循环，在驱动气流循环的过程中，各组过滤装置中分设滤芯筒102两端的压力感应装置a100和压力感应装置b103分别实时工作，分别实时采集其所在位置的压力检测结果，并实时上传至控制模块19当中，控制模块19针对实时所接收到的各压力检测结果，进行实时分析，并根据分析结果实时进行相应控制，起初各组过滤装置中两个压力检测结果之差均小于预设压力差阈值，则控制模块19任意选择其中一组过滤装置进行工作，即控制该过滤装置中电磁阀a12、电磁阀b14打开，即风机20所驱动的气流经过该过滤装置中的滤芯101进行过滤，并循环对密封箱体5内部进行净化；随着实际的过滤应用，当该参与循环过滤的过滤装置中两压力检测结果之差大于或等于预设压力差阈值，则控制模块19控制该过滤装置中电磁阀a12、电磁阀b14断开，同时，控制模块19控制另一组过滤装置中电磁阀a12、电磁阀b14打开，即将另一组过滤装置接入针对密封箱体5内部进行净化的循环气路当中，针对气流进行过滤；如此通过对两组过滤装置的相互切换，分别接入循环气路当中，即在3D打印操作执行的同时，实时保持对密封箱体5内部的净化。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。