一种窗口镜吹气装置的制作方法

本发明属于激光成型技术领域，具体涉及一种窗口镜吹气装置，以及具有该吹气装置的增材制造设备。

背景技术：

在粉末激光烧结三维打印系统当中，由于加工腔的温度比较高，所以一般有一片保护窗镜把扫描器和加工腔隔开，只让激光束能通过这片保护窗镜进入加工腔进行加工的操作，在加工腔的高温下，烧结产生的蒸汽烟雾，集聚到窗口镜处。由于与窗口镜之间的温差导致结晶。由于机器往往需要连续工作30至40个小时，所以为了让激光能持续稳定地通过保护窗口镜，窗口镜必须保持干净，不让激光束通过的时候产生衰减。现有的方案是在窗口镜下，送入氮气等保护气体做一道气帘，用来隔离烧结过程中产生的烟雾，避免或减少镜面上的烟雾结晶，保持激光功率的稳定输出。但是现有的技术在形成气帘时，是从窗口镜的一侧吹向另一侧，导致两个问题：一是需要较大的气流，导致工作腔温差较大，第二是气流方向的偏向流动影响工作腔热场的稳定。存在的这些问题，不利于控制打印生产过程中的产品精度。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单，用新方案的气道把窗口镜周边冷却，从而降低了输入到工作腔的氮气的温差，使材料的汽化物不能与氮气产生结晶反应，使吹入的氮气能起到清洁保护窗口镜的作用。

为了解决上述问题，本发明采用第一个技术方案是，一种窗口镜吹气装置，包括底座，气道，窗口镜，镜座，镜座固定座，压环，密封圈。气道包括进气嘴，进气道，环形气道，进气口，进气道布置于底座上，底座与镜座装配后，形成环形气道，以及布置于镜座上的进气口，而且进气口在镜座上呈圆周方向均布。氮气通过进气嘴，经进气道，再进入环形气道，带走窗口镜附近的热量，通过圆周均布的进气口，吹向窗口镜。

上述方案中，气道有多种结构布置：

其中第一种结构为，在底座上开一条进气道；

第二种结构为，在底座上，圆周方向上的对称位置开2条进气道；

第三种结构为，在底座上，圆周方向上的对称位置开3条进气道；

以上的三种结构为可行方案中的举例，其他还可以在对称位置开4条，或者5条，或者6条，或者7条，或者8条进气道。

进一步地，在上述任一种结构下，位于镜座上的进气孔，且有多种结构：

其中第一种结构为，在镜座上的圆周方向上，对称均匀开2个进气口；

第二种结构为，在镜座上的圆周方向上，对称均匀开3个进气口；

第三种结构为，在镜座上的圆周方向上，对称均匀开4个进气口；

以上的三种结构为可行方案中的举例，其他还可以在对称位置均匀开5个，或者6个，或者7个，或者8个，或者9个进气口。

进一步地，在上述任一种结构下，镜座与镜座固定座之间做成一个螺纹连接结构，在镜座上设有用于拆解安装用的工艺口。

进一步地，在上述任一种结构下，窗口镜用压环固定在镜座上，在窗口镜与镜座之间设有密封圈，在镜座与镜座固定座之间设有密封圈，在底座与镜座固定座之间设有密封圈，避免气体外溢。

本发明所采用的第二个技术方案是，一种增材制造中的设备，具有上述任一种结构的窗口镜吹气装置。

本发明的有益效果有：通过氮气对窗口镜周边的冷却，减少输入到吹气机构的氮气与工作腔温度差，减少窗口镜的结晶物质，从而保证激光能正常通过窗口镜。同时减少热量向上传递，影响振镜工作，使机器能稳定进行烧结，得出合格的工件。

附图说明

图1是本发明的第一种优选方案窗口镜吹气装置的结构示意图

图2是本发明的第一种优选方案窗口镜吹气装置的结构爆炸示意图

图3是本发明的第一种优选方案窗口镜吹气装置，1个进气道的断面剖视图

图4是本发明的第二种优选方案窗口镜吹气装置，2个进气道的断面剖视图

图5是本发明的第三种优选方案窗口镜吹气装置，6个进气口的断面剖视图

图6是本发明的第四种优选方案窗口镜吹气装置，3个进气口的断面剖视图

图7是本发明的窗口镜吹气装置的镜座（4）和镜座固定座（5）内外螺纹连接断面剖视图

图中，底座(1)，气道（2），进气嘴（21），进气道（22），环形气道（23），进气口（24），窗口镜（3），镜座（4），外螺纹（41），工艺口（42），镜座固定座（5），内螺纹（51），压环（6），密封圈（7），密封圈（71），密封圈（72），密封圈（73）。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明并不限于这些实施方式。

优选实施例1

如图1，图3所示，一种窗口镜吹气装置，氮气从进气嘴（21）进入，经进气道（22），环形气道（23），分别从6个进气孔（24）吹向窗口镜（3）。

优选实施例2

如图4，图5所示，一种窗口镜吹气装置，氮气分别从左进气嘴（21）和右进气嘴（21）进入，再分别从左进气道（22）和右进气道（22）进入，环形气道（23），分别从6个进气孔（24）吹向窗口镜（3）。

优选实施例3

如图4，图6所示，一种窗口镜吹气装置，氮气分别从左进气嘴（21）和右进气嘴（21）进入，再分别从左进气道（22）和右进气道（22）进入，环形气道（23），分别从3个进气孔（24）吹向窗口镜（3）。

优选实施例4

如图3，图6所示，一种窗口镜吹气装置，氮气从进气嘴（21）进入，经进气道（22），环形气道（23），分别从3个进气孔（24）吹向窗口镜（3）。

以上优选任意一种实例，都有密封圈来保证气密性，窗口镜（3）与镜座（4）之间设有密封圈（71），避免氮气从窗口镜泄漏到空气中，镜座（4）与镜座固定座（5）之间设有密封圈（72），避免环形气道（23）的氮气泄漏到空气中，底座（1）与镜座固定座（5）之间设有密封圈（73），避免氮气泄漏到空气中。

以上所述优选实施例的各技术特征还可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述优选实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种窗口镜吹气装置，包括底座(1)、气道（2）、窗口镜（3）、镜座（4）、镜座固定座（5）、压环（6）、密封圈（7），其特征在于，其气道（2）包括进气嘴（21）、布置于底座（1）上的进气道（22）、底座（1）与镜座（4）装配后形成的环形气道（23）、以及布置于镜座（4）上的进气口（24）。

2.根据权利要求1所述的窗口镜吹气装置，其特征在于，所述的进气口（24）在镜座（4）上呈圆周方向均布。

3.根据权利要求1所述的窗口镜吹气装置，其特征在于所述的气道（2）中的进气嘴（21）和进气道（22）数量为1个。

4.根据权利要求1所述的窗口镜吹气装置，其特征在于所述的气道（2）中的进气嘴（21）和进气道（22）数量为对称布置的2个。

5.根据权利要求1所述的窗口镜吹气装置，其特征在于，所述的气道（2）中的进气嘴（21）和进气道（22）可以各是3个，且呈圆周方向均匀布置。

6.根据权利要求1-5所述的任意一种窗口镜吹气装置，其特征在于，所述的气道（2）中的进气口（24）可以是均匀布置3个口，且呈圆周方向均匀布置。

7.根据权利要求1-5所述的任意一种窗口镜吹气装置，其特征在于，所述的气道2中的进气口（24）可以是均匀布置4个口，或者5个口，或者6个口，或者7个口，或者8个口，或者9个口，且这些进气口在圆周方向均匀布置。

8.根据权利要求1-7所述的任意一种窗口镜吹气装置，其特征在于，镜座（4）上设置有外螺纹（41），镜座固定座（5）上设置有内螺纹（51），镜座（4）和镜座固定座（5）之间用该内外螺纹连接。

9.根据权利要求1-8所述的任意一种窗口镜吹气装置，其特征在于，镜座（4）上设有至少两个对称布置的工艺口（42），用于拆卸和安装镜座（4）。

10.根据权利要求1-9所述的任意一种窗口镜吹气装置，其特征在于，窗口镜（3）用压环（6）固定在镜座（4）上，密封圈（7）包括有窗口镜（3）与镜座（4）之间设有的密封圈（71）、镜座（4）与镜座固定座（5）之间设有的密封圈（72）、底座（1）与镜座固定座（5）之间设有的密封圈（73）、避免气体外溢。

技术总结
本发明涉及一种3D打印机窗口镜吹气装置。包括底座、气道、窗口镜、镜座、镜座固定座、压环、密封圈。其技术要点为，镜座上设有圆周方向均布的进气口，窗口镜周边设有环形气道，氮气通过环形气道冷却窗口镜的周边，进入均布的进气口后，对窗口镜吹气冷却，从而保证激光能正常通过保护窗镜。本发明结构简单，减少热量向上传递，起到清洁保护窗镜的作用。

技术研发人员：刘阳;陈乐尧;张波
受保护的技术使用者：湖南萌境智能三维技术有限公司
技术研发日：2020.09.22
技术公布日：2020.12.25