一种SLM设备光学窗口保护装置的制作方法

本实用新型涉及快速成型技术领域，特别是一种SLM设备光学窗口保护装置。

背景技术：

选择性激光熔融(Selective laser melting,简称SLM)设备通过精细激光聚焦光斑，逐步扫描新铺粉层上的选定区域，形成面轮廓后，层层堆积成型制造，从而直接获得几乎任意形状、具有完全冶金结合的金属功能零件，致密度可达到近乎100％；SLM设备将复杂三维几何体化简为二维平面制造，制造成本不取决于零件的复杂性，而是取决于零件的体积和成型方向。

SLM设备作为直接制造金属功能零件的重要方式，其优势主要表现在：

采用分层制造技术，成型件不受几何复杂度的影响，对任意复杂成型金属零件可直接制造，尤其是对于个性化小批量复杂金属产品制造非常方便；

使用高功率密度的光纤激光器，光束模式好，激光光斑小，成型精度高；

直接制成终端金属产品，由于激光能量密度较高，对熔点高、难加工金属材料可直接加工成终端金属产品；

成型金属零件是具有冶金实体的实体，其相对密度几乎达到100％，性能超过传统铸造件。

选择性激光熔融工艺使用的是金属粉末，激光器、振镜、场镜等光学器件在计算机的操控下对金属粉末进行扫描照射而实现材料的熔融，通过材料的层层堆积实现成型。选择性激光熔融的整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成。工作时，粉末缸活塞(送粉活塞)上升，由刮刀将粉末均匀铺在安装在成型缸活塞(工作活塞)上的成型基台上，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，成型缸活塞下降一个层厚，铺粉系统在成型基台重新铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。最后，将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。

选择性激光熔融设备的核心部件是由激光发生器、扩束镜、振镜、场镜组成的光学系统；并且，由于金属粉末的特性，整个打印过程是在一个充满氮气或者氩气的完全密闭的成型仓内，光学系统出来的激光需要通过安装在成型仓的窗口镜(石英玻璃)入射到成型基台。在选择性激光熔融(SLM)设备打印过程中，成型仓会有金属粉尘和金属粉末氧化物的漂浮，如果漂浮物附着在窗口镜上会导致入射到成型仓内的激光光束质量下降，影响金属零件的打印成型质量，严重时会导致无法成型。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种SLM设备光学窗口保护装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种SLM设备光学窗口保护装置，包括窗口镜固定板，窗口镜固定板上设有窗口镜安装板，窗口镜安装板内圈设有窗口镜，窗口镜固定板固定住窗口镜，窗口镜固定板上设有进气孔，进气孔内设有进气接头，进气接头连通设置在窗口镜固定板内的气路通道，窗口镜固定板内圈设有一个以上的与气路通道相通的出气槽口，窗口镜固定板底部设有出气口封板。

所述窗口镜固定板为环状结构，窗口镜固定板下侧面包括外圈和内圈，外圈和内圈之间形成空腔结构从而构成气路通道，进气孔设置在窗口镜固定板的外圈上，出气槽口设置在窗口镜固定板的内圈上。

本实用新型中，所述窗口镜安装板与窗口镜之间设有小O型圈，用于密封窗口镜。

本实用新型中，所述出气槽口有四个，出气槽口对称分布在进气孔中心轴线的两侧。

本实用新型中，间隔最远的两个出气槽口与圆心的最大夹角小于180度，避免气旋产生。

本实用新型中，所述窗口镜安装板上设有大O型圈，用于与外部成型仓之间的连接密封。

有益效果：本实用新型的一种SLM设备光学窗口保护装置，窗口镜的安装维护方便、密封性也能满足使用要求；采用惰性气体从同一侧对窗口镜吹气保护，在保护窗口镜不被污染的同时也避免了气旋的产生；整个装置再与成型仓连接时采用O型圈密封，确保成型仓的密封性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是实施例1的剖视图；

图2是实施例1的轴视图；

图3是实施例1的底视图；

图4是窗口镜固定板的轴视图；

图5是窗口镜固定板的底视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细说明。

实施例：

如图1、图2和图3，包括窗口镜固定板1、出气口封板2、窗口镜安装板3、大O型圈4、小O型圈5、窗口镜6和进气接头7，其中，窗口镜固定板1上端为窗口镜安装板3，窗口镜安装板3内圈设置一窗口镜6，窗口镜固定板1顶住窗口镜6，使其固定；窗口镜安装板3与窗口镜6之间设有小O型圈5，对窗口镜进行密封，窗口镜固定板1一侧设有一个进气接头7，窗口镜安装板3上设有大O型圈4，用于整个装置与成型仓之间的连接密封。

如图4和图5，所述窗口镜固定板1为环状结构，窗口镜固定板1下侧面包括外圈1a和内圈1b，外圈1a和内圈1b之间形成空腔结构从而构成气路通道9，进气孔8设置在窗口镜固定板1的外圈上，出气槽口10设置在窗口镜固定板1的内圈上。窗口镜固定板1内部设有气路通道，窗口镜固定板1外壁设有进气孔8、气路通道9和出气槽口10，在窗口镜固定板上加工有气路通道，为了减小气旋的产生，气路通道采用一侧吹气的方式，在同一侧开有对称的4个出气口，出气槽口对称分布在进气孔中心轴线的两侧；为了方便窗口镜固定板气路通道的加工，整个气路通道加工成敞开式的，采用出气口封板2进行密封；进气由连接在窗口镜固定板进气孔8上的进气接头7作为总进气口。

在窗口镜固定板1上设计有用于对窗口镜6进行吹气保护的气路通道9，进气口由进气接头7通过气管与整机设备相连。另外，为了方便气路通道的加工，在设计时采用在窗口镜固定板1上加工出用于安装进气接头7的螺纹接口，并在窗口镜固定板1加工出环型槽口10，通过窗口镜固定板1和出气口封板1的组合使用形成完整的气路通道。

在选择性激光熔融(SLM)设备正常打印时，惰性气体会通过进气接头7进入本实用新型的光学窗口保护装置内，并通过装置内的气路通道，惰性气体会不断地对窗口镜6进行清洁，防止有金属粉尘和金属粉末氧化物的漂浮物污染窗口镜6。

窗口镜固定板1上的气路通道为了防止在吹气的产生气旋而影响设备的打印质量，于是采用了一侧开出气口的方式。为了均匀分布气流，出气口设计了4个，并沿着进气口安装螺纹孔的轴线对称。均匀分布气流可以有效地防止金属粉尘和金属粉末氧化物的漂浮物对窗口镜6的污染，同时也可以节省用气量。

本实用新型提供了一种SLM设备光学窗口保护装置，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。