附带环形冷却装置的3D打印设备成形室的制作方法

本实用新型属于3D打印技术领域，涉及一种3D的打印设备中的成形室。

背景技术：
选择性激光熔化(SelectiveLaserMelting，SLM)是金属件直接成型的一种3D打印技术，是快速成型技术的最新发展成果。该技术基于快速成型的最基本思想，即逐层熔覆的“增量”制造方式，根据三维CAD模型直接成形具有特定几何形状的零件，成形过程中金属粉末完全熔化，产生冶金结合，该技术特别适用于传统机加工手段无法制造的复杂形状/结构的属零件。SLM技术具有以下优点：1)能直接制造终端金属零件产品。对客户已有3D模型经过适当数据处理和材料选择后，即可直接制造出可使用及测试的零件，能极大地缩短产品开发周期(一般表面不用后处理工艺、要求较高表面可预留适当余量进行机械加工与后序表面处理)；2)能得到具有非平衡态过饱和固溶体及均匀细小金相组织的实体，致密度几乎能达到100％，零件机械性能与锻造工艺所得相当；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属，使得加工出来的金属零件具有很高的尺寸精度(达0.1mm)以及好的表面粗糙度(Ra20～40μm)；4)由于激光光斑直径很小，因此金属熔池的激光能量密度很高，使得用单一成分的金属粉末来制造零件成为可能，而且可供选用的金属粉末种类也大大拓展；5)适合各种复杂形状的工件，尤其适合内部具有复杂异型结构(如空腔、三维网格)、用传统方法无法制造的复杂工件；应用SLM技术的3D打印设备在零件打印过程中，由激光能量熔化金属，少部分激光能量被反射到成形室壁板，金属零件内部的残余热量也会传导到成形缸的四壁，引发成形室壁板与成形缸壁板的的热变形，从而降低了3D打印设备的成形精度。

技术实现要素：
本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种散热效率较高的附带环形冷却装置的3D打印设备成形室。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种附带环形冷却装置的3D打印设备成形室，包括成形室壳体，所述成形室壳体的顶面上设置有光学组件，所述成形室壳体的顶面上还设置有顶部水冷装置，所述顶部水冷装置包括固定连接在成形室壳体的顶面上水冷盒基体，所述水冷盒基体上设置有水冷盒上盖，所述水冷盒基体与水冷盒上盖之间设有用于供冷却水流动的进水流道、出水流道；所述水冷盒上盖上开设有入水口、出水口，所述入水口与进水流道连通，所述进水流道与出水流道连通，所述出水流道与出水口连通。其中，所述顶部水冷装置为环形顶部水冷装置，所述光学组件位于环形顶部水冷装置的中心位置。其中，所述顶部水冷装置包括若干弧形水冷单元，若干弧形水冷单元沿光学组件的周向均布，且所述光学组件位于若干弧形水冷单元所在的圆环的中心位置。其中，所述成形室壳体的底面上设置有底部水冷装置，所述底部水冷装置的结构与顶部水冷装置的结构相同，且所述底部水冷装置的水冷盒基体固定连接在成形室壳体的底面上。其中，所述水冷盒基体上与水冷盒上盖相贴合的表面上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有用于密封水冷盒基体与水冷盒上盖的环形密封圈。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：1、本实用新型中，由于在零件的打印过程中，激光产生的热量将大部分集中于成形室的顶部，因而在成形室的顶面上设置顶部水冷装置，通过该顶部水冷装置可散去成形室内大部分的热量，减少成形室壁板的热变形量，从而提高3D打印设备的成形精度；该顶部水冷装置包括水冷盒基体和水冷盒上盖，水冷盒基体和水冷盒上盖之间设有用于供冷却水流动的进水流道、出水流道，冷却水在进水流道、出水流道中流动，从而将成形室中产生的热量带出，成形室的冷却效果较好。2、本实用新型中，顶部水冷装置为环形顶部水冷装置，光学组件位于环形顶部水冷装置的中心位置，因而光学组件产生的激光束作用于工件上后，大部分的热量将集中于成形室内光学组件的附近，因而将环形顶部水冷装置设置在光学组件的附近，从而可极大地提高成形室的散热效率。3、本实用新型中，成形室壳体的底面上设置有底部水冷装置，底部水冷装置的结构与顶部水冷装置的结构相同，通过该底部水冷装置可将散布在成形室底部周围的热量散出，提高成形室的散热效率。4、本实用新型中，水冷盒基体上与水冷盒上盖相贴合的表面上开设有环形凹槽，环形凹槽内设有用于密封水冷盒基体与水冷盒上盖的环形密封圈，通过该环形密封圈可提高水冷盒基体与水冷盒上盖之间的密封性能，从而可有效避免水冷装置的冷却水从水冷装置中漏出而影响成形室的正常工作。附图说明图1为3D打印设备的结构示意图；图2为3D打印设备的剖视图；图3为3D打印设备的俯视图；图4为3D打印设备另一实施例的俯视图；图5为3D打印设备中水冷装置的结构示意图；其中，附图标记为：1—成型缸壳体、2—成型缸运动部件、3—成型缸水冷装置、4—粉末、5—工件、6—成形室壳体、7—激光束、8—光学组件、9—顶部水冷装置、10—底部水冷装置、11—水冷盒上盖、12—水冷盒基体、13—环形密封圈、14—出水流道、15—进水流道、16—出水口、17—入水口、91—弧形水冷单元。具体实施方式下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。一种附带环形冷却装置的3D打印设备成形室，该成形室下方设置有成型缸壳体1，该成型缸壳体1与成形室连通。该成形室包括有成形室壳体6，该成形室壳体6的顶面上设置有光学组件8。该成型缸壳体1内设置有成型缸运动部件2，该成型缸运动部件2上设置有位于成型缸壳体1内上部的粉末4，待加工的工件5放置在粉末4中间，因而通过该成型缸运动部件2可调整工件5的位置，便于更好地进行打印。该光学组件8产生的激光束7可直接作用于工件5上，完成打印。该成形室壳体6的顶面上还设置有顶部水冷装置9，该顶部水冷装置9包括水冷盒基体12，该水冷盒基体12固定连接在成形室壳体6的顶面上。该水冷盒基体12上设置有水冷盒上盖11，水冷盒基体12与水冷盒上盖11相互贴合，且在水冷盒基体12与水冷盒上盖11之间形成用于供冷却水流动的进水流道15和出水流道14。水冷盒上盖11上开设有入水口17、出水口16，该入水口17、进水流道15连通、出水流道14和出水口16依次连通，冷却水通过入水口17进入进水流道15内，进水流道15内的水与成形室内的热量完成热交换，完成热交换后的热水将进入出水流道14内，出水流道14的热水将通过出水口16排出，完成成形室的散热。由于该成型缸壳体1内仍有热量产生，因而在成型缸壳体1的侧壁上设置有成型缸水冷装置3，且该成型缸水冷装置3的结构与顶部水冷装置9的结构一样。由于在零件的打印过程中，激光产生的热量将大部分集中于成形室的顶部，因而在成形室的顶面上设置顶部水冷装置9，通过该顶部水冷装置9可散去成形室内大部分的热量，减少成形室壁板与成形缸壁板的的热变形量，从而提高3D打印设备的成形精度；该顶部水冷装置9包括水冷盒基体12和水冷盒上盖11，水冷盒基体12和水冷盒上盖11之间设有用于供冷却水流动的进水流道15、出水流道14，冷却水在进水流道15、出水流道14中流动，从而将成形室中产生的热量带出，成形室的冷却效果较好。为了提高该顶部水冷装置9对成形室的冷却效果，因而将该顶部水冷装置9设置为环形顶部水冷装置9，且该光学组件8位于该环形顶部水冷装置9的中心位置。顶部水冷装置9为环形顶部水冷装置9，光学组件8位于环形顶部水冷装置9的中心位置，因而光学组件8产生的激光束7作用于工件5上后，大部分的热量将集中于成形室内光学组件8的附近，因而将环形顶部水冷装置9设置在光学组件8的附近，从而可极大地提高成形室的散热效率。作为另一种实现方式，除了将顶部水冷装置9设置为环形顶部水冷装置9以外，该顶部水冷装置9还可以设置成间断的环形结构，其包括若干弧形水冷单元91，若干的弧形水冷单元91沿光学组件8的周向均匀分布在光学组件8的四周，且该光学组件8位于若干弧形水冷单元91所在的圆环的中心位置。虽然成形室内大部分的热量都集中在成形室的顶部位置，但是成形室的底部仍将存在部分热量，因而为了提高对成形室的散热效率，故在成形室壳体6的底面上也设置有底部水冷装置10，该底部水冷装置10的结构与顶部水冷装置9的结构相同，包括水冷盒基体12与水冷盒上盖11，水冷盒基体12与水冷盒上盖11之间设有进水流道15、出水流道14；此外，该底部水冷装置10可以为环状的整体结构，也可以是由呈环形分布的若干弧形水冷单元91组成。且底部水冷装置10的水冷盒基体12固定连接在成形室壳体6的底面上。为了提高该水冷装置的密封性能，因而在水冷盒基体12上与水冷盒上盖11相贴合的表面上开设有环形凹槽，且环形凹槽内设有用于密封水冷盒基体12与水冷盒上盖11的环形密封圈13。水冷盒基体12上与水冷盒上盖11相贴合的表面上开设有环形凹槽，环形凹槽内设有用于密封水冷盒基体12与水冷盒上盖11的环形密封圈13，通过该环形密封圈13可提高水冷盒基体12与水冷盒上盖11之间的密封性能，从而可有效避免水冷装置的冷却水从水冷装置中漏出而影响成形室的正常工作。实施例1一种附带环形冷却装置的3D打印设备成形室，包括成形室壳体6，所述成形室壳体6的顶面上设置有光学组件8，所述成形室壳体6的顶面上还设置有顶部水冷装置9，所述顶部水冷装置9包括固定连接在成形室壳体6的顶面上水冷盒基体12，所述水冷盒基体12上设置有水冷盒上盖11，所述水冷盒基体12与水冷盒上盖11之间设有用于供冷却水流动的进水流道15、出水流道14；所述水冷盒上盖11上开设有入水口17、出水口16，所述入水口17与进水流道15连通，所述进水流道15与出水流道14连通，所述出水流道14与出水口16连通。实施例2一种附带环形冷却装置的3D打印设备成形室，包括成形室壳体6，所述成形室壳体6的顶面上设置有光学组件8，所述成形室壳体6的顶面上还设置有顶部水冷装置9，所述顶部水冷装置9包括固定连接在成形室壳体6的顶面上水冷盒基体12，所述水冷盒基体12上设置有水冷盒上盖11，所述水冷盒基体12与水冷盒上盖11之间设有用于供冷却水流动的进水流道15、出水流道14；所述水冷盒上盖11上开设有入水口17、出水口16，所述入水口17与进水流道15连通，所述进水流道15与出水流道14连通，所述出水流道14与出水口16连通。所述顶部水冷装置9为环形顶部水冷装置9，所述光学组件8位于环形顶部水冷装置9的中心位置。实施例3一种附带环形冷却装置的3D打印设备成形室，包括成形室壳体6，所述成形室壳体6的顶面上设置有光学组件8，所述成形室壳体6的顶面上还设置有顶部水冷装置9，所述顶部水冷装置9包括固定连接在成形室壳体6的顶面上水冷盒基体12，所述水冷盒基体12上设置有水冷盒上盖11，所述水冷盒基体12与水冷盒上盖11之间设有用于供冷却水流动的进水流道15、出水流道14；所述水冷盒上盖11上开设有入水口17、出水口16，所述入水口17与进水流道15连通，所述进水流道15与出水流道14连通，所述出水流道14与出水口16连通。所述顶部水冷装置9包括若干弧形水冷单元91，若干弧形水冷单元91沿光学组件8的周向均布，且所述光学组件8位于若干弧形水冷单元91所在的圆环的中心位置。实施例4在上述实施例的基础上，所述成形室壳体6的底面上设置有底部水冷装置10，所述底部水冷装置10的结构与顶部水冷装置9的结构相同，且所述底部水冷装置10的水冷盒基体12固定连接在成形室壳体6的底面上。实施例5在上述实施例的基础上，所述水冷盒基体12上与水冷盒上盖11相贴合的表面上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有用于密封水冷盒基体12与水冷盒上盖11的环形密封圈13。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。