层流式可调节导风装置的制作方法

本发明涉及一种3d打印设备的循环气体出风口结构，尤其是一种可调节导风装置。

背景技术：

增材制造俗称3d打印，是融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。

其中，选择性激光熔化slm(selectivelasermelting)，slm技术是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化、经冷却凝固而成型的一种技术。为了完全熔化金属粉末，要求激光能量密度超过106w/cm²。目前用slm技术的激光器主要有nd-yag激光器、co2激光器、光纤激光器。

选择性激光烧结sls(selectivelasersintering)也是一种重要的增材制造方法。其原理在于，激光束根据分层截面信息进行有选择地对粉末材料逐层烧结，全部烧结完成后去除多余的粉末，以得到所需的零件。

在选择性激光加工过程，连续粉末材料层在激光作用下会产生数量可观的烟尘、挥发物和雾化物，并与飞扬的粉末细屑混杂，使激光束的光路受到阻挡而影响烧结效率。特别是加工室内保护气体的供给，更进一步造成烟尘、挥发物、雾化物与粉末细屑的混杂飞扬，严重降低烧结加工效率。加工过程中氧化物进入粉末，会给加工质量带来较大隐患。

当前基于粉末床的主流3d打印设备的循环气体出风口都采用网状板结构，未对循环气氛流场进行控制，导致在打印的时候气流紊乱，烟尘无法控制，最终影响打印的质量和效率。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，通过模拟计算和验证，提供一种方向可调、形成稳定层流气体的导风装置，以解决现有3d打印生产中存在的气体湍流生产问题，减少污染物进入粉末床，抑制细微颗粒弥散在成型腔内，提高激光加工的效率。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种层流式可调节导风装置，包括导风装置底板、加长型分流板、导风装置外壳、可调节式上导流板、可调节式下导流板、导流板固定螺栓，所述导风装置外壳底部前端设有导风装置底板，导风装置底板上均布有加长型分流板，导风装置外壳内通过导流板固定螺栓连接可调节式上导流板和可调节式下导流板。

进一步，所述层流式可调节导风装置通过导风装置底板与3d打印设备的循环气体出风口出风口进行嵌入式固定，保证气流平稳地从送风管道进入层流式可调节导风装置，所述导风装置底板的尺寸大小与送风管道及成型腔体相匹配。

进一步，所述加长型分流板用于将送风管道进入的气体进行分流，延气流方向均匀地分隔成多道气流，使得进入导风装置的气体每股都流速相同。所述加长型分流板的数量与3d打印设备的成型腔体大小相适配。

进一步，所述导风装置外壳与3d打印设备的成型腔体相连接，保证导风装置与3d打印设备的成型腔体之间的密封，气体不会泄露到外面，外面的空气不会进入腔体。

进一步，所述导风装置外壳侧面分别开有用于安装可调节式上导流板、可调节式下导流板的上、下安装孔位，所述导风装置外壳大小与3d打印设备的成型腔尺寸配适配。

进一步，所述可调节式上导流板和可调节式下导流板通过固定调节螺栓可调转动角度和定位，转动角度和定位范围为±15°，并可根据3d打印使用的粉末特性进行定向导流和定位。

进一步，所述可调节式上导流板和可调节式下导流板共同将分流板引流过来的气体进行分层，可调节式上导流板将气流分层后进入腔体上层空间，可将激光烧结或者熔融过程产生的飞溅、烟尘通过气流运送到吸风口附近，减少对激光的反射和散射；所述可调节式下导流板将气流分层后进入粉末床的上层空间，形成稳定的气流，可以将打印过程中产生的氧化物等烟尘快速运送到吸风口，避免氧化物、未融颗粒进入粉末床，对打印原材料粉末造成污染。

进一步，所述可调节式上导流板和可调节式下导流板形成的层流气体，可以避免在打印成型腔体内形成紊流，对打印过程带来不稳定因素。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明提供的一种层流式可调节导风装置，包括导风装置底板、加长型分流板、导风装置外壳、可调节式上导流板、可调节式下导流板、导流板固定调节螺栓。进入打印腔体的气流通过分流和分层稳定地通过粉末床上方，快速带走打印过程产生的烟尘，气体不产生湍流，避免杂质进入粉末床。

2.所述加长型分流板将圆形管道输送过来的气体进行分流，保证每股气流稳定均匀地输送到送风口。

3.所述可调节式上导流板可以调节进入打印腔体上层空间的气流，减少打印飞溅物落入粉末床。现有技术为网状板，无法调节气流进入打印腔体上层空间。

4.所述可调节式下导流板可以调节位于粉末床上方的气流，在不扰动粉末的前提下，尽可能将打印产生的烟尘通过气流输送到出风口。

5.所述固定调节螺栓，保证上导流板和下导流板可以进行±15°的调节和定位，可以根据3d打印使用的粉末特性进行定向导流和定位。现有技术为网状板，无法进行气流调节，不同种类的粉末密度不同，产生的烟尘也不同，无法调节气流的输送能力。

附图说明

图1为本发明的层流式可调节导风装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种层流式可调节导风装置，包括导风装置底板010、加长型分流板020、导风装置外壳030、可调节式上导流板031、可调节式下导流板032、导流板固定螺栓033。

导风装置外壳030底部前端设有导风装置底板010，导风装置底板010上均布有加长型分流板020，导风装置外壳030内通过导流板固定螺栓033连接可调节式上导流板031和可调节式下导流板032。

导风装置底板010用于将导风装置与原有出风口进行嵌入式固定，保证气流平稳地从送风管道进入导风装置。其尺寸大小与送风管道及成型腔体相匹配。

加长型分流板020用于将送风管道进入的气体进行分流，延气流方向均匀地分隔成多道气流，使得进入导风装置的气体每股都流速相同。分流板的数量可以根据打印机成型腔体大小进行增加或者减少。

导风装置外壳030用于固定可调节式上导流板031和可调节式下导流板032，并且与3d打印机的成型腔体相连接，保证导风装置与成型腔体之间的密封，气体不会泄露到外面，外面的空气不会进入腔体。导风装置外壳开有用于安装上下导流板的孔位，孔位采用非等距排布，上导流板安装孔位靠上，下导流板安装孔位靠下，具体位置可以根据成型腔体的零位进行调整。导风装置外壳大小可以根据不同成型腔尺寸进行调整。

可调节式上导流板031与可调节式下导流板032共同将分流板引流过来的气体进行分层，上导流板将气流分层后进入腔体上层空间，可将激光烧结或者熔融过程产生的飞溅、烟尘通过气流运送到吸风口附近，减少对激光的反射和散射，提升打印效率。可调节式下导流板将气流分层后进入粉末床的上层空间，形成稳定的气流，可以将打印过程中产生的氧化物等烟尘快速运送到吸风口，避免氧化物、未融颗粒进入粉末床，对打印原材料粉末造成污染。上下导流板形成的层流气体，还可以避免在打印成型腔体内形成紊流，对打印过程带来不稳定因素。

固定调节螺栓033用于固定上导流板和下导流板的转动角度，并且可以进行±15°的调节和定位，可以根据3d打印使用的粉末特性进行定向导流和定位。