3D打印设备用循环过滤系统及循环控制方法与流程

本发明属于3d打印领域，涉及一种循环过滤系统及循环控制方法，尤其涉及一种3d打印设备用循环过滤系统及循环控制方法。

背景技术：

1、在金属3d打印技术中，金属件成型是利用金属粉末在惰性气体氛围下进行激光烧结而成的。在此过程中，激光烧结产生黑烟，影响惰性气体。而惰性气体通过循环过滤系统能够重复使用，保证了零件不受黑烟影响零件性能。循环过滤器系统是利用风机将惰性气体循环起来，通过滤芯对惰性气体进行过滤净化。

2、根据金属3d打印设备的打印过程中，风机在成型过程中会进行启停，对于风量要求高的设备，风机的功率和转速越高，启停的时间越长，金属3d打印设备打印等待时间长，零件烧结面会存在一定的温度差，存在一定的收缩变形，零件表面会存在“台阶”痕迹，从而会影响零件的性能和增加后处理的时间。此外，风速是经过上下波动逐渐达到稳定的，若风速偏高超过一定范围时，就会带走成型室的少量金属粉末，在一定程度上还会影响铺粉效果，出现缺粉现象，影响零件成型质量。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可有效避免风机长时间启停以及可提升零件成型质量的3d打印设备用循环过滤系统及循环控制方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种3d打印设备用循环过滤系统，包括送风管路、回风管路、风机、风机入口管以及风机出口管；所述风机入口管、风机以及风机出口管自前而后依次设置在送风管路上；所述风机入口管通过风机与风机出口管相连通；所述回风管路与送风管路相并行；其特征在于：所述3d打印设备用循环过滤系统还包括与风机相贯通的风机子循环系统。

4、上述风机子循环系统包括第一三通阀、第二三通阀、第一旁通管、第一两通阀以及第二两通阀；所述第一三通阀设置在风机入口管上；所述第二三通阀以及第一两通阀自前而后依次设置在风机出口管上；所述第二两通阀设置在回风管路上；所述风机入口管依次通过第一三通阀、风机、第二三通阀以及第一两通阀与风机出口管相连通；所述第一三通阀通过第一旁通管与第二三通阀相连通。

5、上述风机子循环系统包括第三三通阀、第四三通阀、第五三通阀、第六三通阀、第二旁通管、第一连接管以及第二连接管；所述第三三通阀设置在风机入口管上；所述第四三通阀设置在风机出口管上；所述风机入口管依次通过第三三通阀、风机以及第四三通阀与风机出口管相连通；所述第六三通阀设置在回风管路上；所述第四三通阀依次通过第一连接管、第五三通阀以及第二连接管与第六三通阀相连通；所述第三三通阀通过第二旁通管与第五三通阀相连通。

6、上述风机子循环系统包括第七三通阀、第八三通阀、第九三通阀、第十三通阀、第三连接管、第四连接管以及第五连接管；所述第七三通阀设置在风机入口管上；所述第八三通阀设置在风机出口管上；所述风机入口管依次通过第七三通阀、风机以及第八三通阀与风机出口管相连通；所述第九三通阀、第四连接管以及第十三通阀依次设置在回风管路上；所述第七三通阀通过第三连接管与第九三通阀相连通；所述第八三通阀通过第五连接管与第十三通阀相连通。

7、上述风机子循环系统包括第十一三通阀、第十二三通阀、第三两通阀、第六连接管以及第七连接管；所述第十一三通阀设置在风机出口管上；所述第十二三通阀设置在回风管路上；所述风机通过第十一三通阀与风机出口管相连通；所述第十一三通阀依次通过第六连接管、第三两通阀以及第七连接管与第十二三通阀相连通。

8、上述风机子循环系统包括第四两通阀、第五两通阀、第六两通阀、第一三通连接管以及第二三通连接管；所述第一三通连接管以及第四两通阀分别设置在风机出口管上；所述第二三通连接管以及第五两通阀分别设置在回风管路上；所述风机通过第一三通连接管以及第四两通阀与风机出口管相连通；所述回风管路通过第五两通阀与第二三通连接管相连通；所述第一三通连接管通过第六两通阀与第二三通连接管相连通。

9、一种基于如前所述的金属d打印设备用循环过滤系统的循环控制方法，其特征在于：所述循环控制方法包括对过滤单元或成型室进行洗气时的循环控制，所述对过滤单元或成型室进行洗气时的循环控制的具体实现方式是：风机通过风机子循环系统接入过滤单元或成型室，此时，风机、风机子循环系统以及过滤单元或成型室构成闭环，开启风机，通过对风机子循环系统过滤单元或成型室进行洗气操作，直至过滤单元或成型室用气达标后，关闭风机子循环系统完成对过滤单元或成型室进行洗气时的循环控制。

10、上述循环控制方法还包括对刮刀铺粉时用风量的循环控制，所述对刮刀铺粉时用风量的循环控制的具体实现方式是：风机依次通过送风管路与成型室相贯通；成型室通过回风管路与过滤单元相贯通；过滤单元与风机相贯通；送风管路通过风机子循环系统与回风管路相贯通；当刮刀进行铺粉作业时，通过风机子循环系统降低风机通过送风管路向成型室的送风量，确保成型室内风速低且恒定；当刮刀完成铺粉作业，成型室进行正常打印时，关闭风机子循环系统，完成对刮刀铺粉时用风量的循环控制。

11、上述循环控制方法还包括对过滤单元执行反吹过程时的循环控制，所述对过滤单元执行反吹过程时的循环控制的具体实现方式是：所述风机通过送风管路、风机子循环系统、回风管路、过滤单元以及风机构成闭合循环回路，开启过滤单元的气包脉冲阀组件对滤芯进行反吹，待滤芯上的黑烟被清理干净后，关闭风机子循环系统，完成对过滤单元执行反吹过程时的循环控制；

12、或者，

13、所述对过滤单元执行反吹过程时的循环控制的具体实现方式是：所述风机通过风机子循环系统与风机构成闭合循环回路；开启过滤单元的气包脉冲阀组件对滤芯进行反吹，待滤芯上的黑烟被清理干净后，关闭风机子循环系统，完成对过滤单元执行反吹过程时的循环控制。

14、上述循环控制方法还包括对成型室执行正常打印时的循环控制，所述对成型室执行正常打印时的循环控制的具体实现方式是：风机通过送风管路、成型室、回风管路、过滤单元以及风机构成闭合循环回路，风机子循环系统设置在闭合循环回路上，关闭设置在闭合循环回路上的风机子循环系统，开启成型室并执行打印工作直至完成当前层打印后，开启风机子循环系统，完成对成型室执行正常打印时的循环控制。

15、本发明的优点是：

16、本发明提供了一种3d打印设备用循环过滤系统，包括送风管路、回风管路、风机、风机入口管以及风机出口管；风机入口管、风机以及风机出口管自前而后依次设置在送风管路上；风机入口管通过风机与风机出口管相连通；回风管路与送风管路相并行；此外本发明所提供的3d打印设备用循环过滤系统还包括与风机相贯通的风机子循环系统。本发明是利用三通球阀和旁通管将风机短接，使风机、三通球阀和旁通管形成风机子循环系统，从而避免风机长时间启动。本发明是将脉冲清灰时风机短接和刮刀铺粉同时进行，从而缩减打印等待时间，提升零件成型质量，降低了粉末浪费，提高打印效率，解决了现有循环过滤系统中因为风机启停带来的问题。

技术特征：

1.一种3d打印设备用循环过滤系统，包括送风管路、回风管路、风机、风机入口管以及风机出口管；所述风机入口管、风机以及风机出口管自前而后依次设置在送风管路上；所述风机入口管通过风机与风机出口管相连通；所述回风管路与送风管路相并行；其特征在于：所述3d打印设备用循环过滤系统还包括与风机相贯通的风机子循环系统。

2.根据权利要求1所述的3d打印设备用循环过滤系统，其特征在于：所述风机子循环系统包括第一三通阀(201)、第二三通阀(206)、第一旁通管(203)、第一两通阀(208)以及第二两通阀(209)；所述第一三通阀(201)设置在风机入口管上；所述第二三通阀(206)以及第一两通阀(208)自前而后依次设置在风机出口管上；所述第二两通阀(209)设置在回风管路上；所述风机入口管依次通过第一三通阀(201)、风机、第二三通阀(206)以及第一两通阀(208)与风机出口管相连通；所述第一三通阀(201)通过第一旁通管(203)与第二三通阀(206)相连通。

3.根据权利要求1所述的3d打印设备用循环过滤系统，其特征在于：所述风机子循环系统包括第三三通阀(401)、第四三通阀(406)、第五三通阀(408)、第六三通阀(410)、第二旁通管(402)、第一连接管(407)以及第二连接管(409)；所述第三三通阀(401)设置在风机入口管上；所述第四三通阀(406)设置在风机出口管上；所述风机入口管依次通过第三三通阀(401)、风机以及第四三通阀(406)与风机出口管相连通；所述第六三通阀(410)设置在回风管路上；所述第四三通阀(406)依次通过第一连接管(407)、第五三通阀(408)以及第二连接管(409)与第六三通阀(410)相连通；所述第三三通阀(401)通过第二旁通管(402)与第五三通阀(408)相连通。

4.根据权利要求1所述的3d打印设备用循环过滤系统，其特征在于：所述风机子循环系统包括第七三通阀(501)、第八三通阀(505)、第九三通阀(507)、第十三通阀(509)、第三连接管(506)、第四连接管(508)以及第五连接管(510)；所述第七三通阀(501)设置在风机入口管上；所述第八三通阀(505)设置在风机出口管上；所述风机入口管依次通过第七三通阀(501)、风机以及第八三通阀(505)与风机出口管相连通；所述第九三通阀(507)、第四连接管(508)以及第十三通阀(509)依次设置在回风管路上；所述第七三通阀(501)通过第三连接管(506)与第九三通阀(507)相连通；所述第八三通阀(505)通过第五连接管(510)与第十三通阀(509)相连通。

5.根据权利要求1所述的3d打印设备用循环过滤系统，其特征在于：所述风机子循环系统包括第十一三通阀(603)、第十二三通阀(606)、第三两通阀(605)、第六连接管(604)以及第七连接管(607)；所述第十一三通阀(603)设置在风机出口管上；所述第十二三通阀(606)设置在回风管路上；所述风机通过第十一三通阀(603)与风机出口管相连通；所述第十一三通阀(603)依次通过第六连接管(604)、第三两通阀(605)以及第七连接管(607)与第十二三通阀(606)相连通。

6.根据权利要求1所述的3d打印设备用循环过滤系统，其特征在于：所述风机子循环系统包括第四两通阀(703)、第五两通阀(704)、第六两通阀(706)、第一三通连接管(702)以及第二三通连接管(705)；所述第一三通连接管(702)以及第四两通阀(703)分别设置在风机出口管上；所述第二三通连接管(705)以及第五两通阀(704)分别设置在回风管路上；所述风机通过第一三通连接管(702)以及第四两通阀(703)与风机出口管相连通；所述回风管路通过第五两通阀(704)与第二三通连接管(705)相连通；所述第一三通连接管(702)通过第六两通阀(706)与第二三通连接管(705)相连通。

7.一种基于如要求6所述的3d打印设备用循环过滤系统的循环控制方法，其特征在于：所述循环控制方法包括对过滤单元(1)或成型室(3)进行洗气时的循环控制，所述对过滤单元(1)或成型室(3)进行洗气时的循环控制的具体实现方式是：风机通过风机子循环系统接入过滤单元(1)或成型室(3)，此时，风机、风机子循环系统以及过滤单元(1)或成型室(3)构成闭环，开启风机，通过对风机子循环系统过滤单元(1)或成型室(3)进行洗气操作，直至过滤单元(1)或成型室(3)用气达标后，关闭风机子循环系统完成对过滤单元(1)或成型室(3)进行洗气时的循环控制。

8.根据权利要求7所述的循环控制方法，其特征在于：所述循环控制方法还包括对刮刀铺粉时用风量的循环控制，所述对刮刀铺粉时用风量的循环控制的具体实现方式是：风机依次通过送风管路与成型室(3)相贯通；成型室(3)通过回风管路与过滤单元(1)相贯通；过滤单元(1)与风机相贯通；送风管路通过风机子循环系统与回风管路相贯通；当刮刀进行铺粉作业时，通过风机子循环系统降低风机通过送风管路向成型室(3)的送风量，确保成型室(3)内风速低且恒定；当刮刀完成铺粉作业，成型室(3)进行正常打印时，关闭风机子循环系统，完成对刮刀铺粉时用风量的循环控制。

9.根据权利要求8所述的循环控制方法，其特征在于：所述循环控制方法还包括对过滤单元(1)执行反吹过程时的循环控制，所述对过滤单元(1)执行反吹过程时的循环控制的具体实现方式是：所述风机通过送风管路、风机子循环系统、回风管路、过滤单元(1)以及风机构成闭合循环回路，开启过滤单元(1)的气包脉冲阀组件(101)对滤芯(102)进行反吹，待滤芯(102)上的黑烟被清理干净后，关闭风机子循环系统，完成对过滤单元(1)执行反吹过程时的循环控制；

10.根据权利要求7或8或9所述的循环控制方法，其特征在于：所述循环控制方法还包括对成型室(3)执行正常打印时的循环控制，所述对成型室(3)执行正常打印时的循环控制的具体实现方式是：风机通过送风管路、成型室(3)、回风管路、过滤单元(1)以及风机构成闭合循环回路，风机子循环系统设置在闭合循环回路上，关闭设置在闭合循环回路上的风机子循环系统，开启成型室(3)并执行打印工作直至完成当前层打印后，开启风机子循环系统，完成对成型室(3)执行正常打印时的循环控制。

技术总结
本发明属于3D打印领域，涉及一种3D打印设备用循环过滤系统及循环控制方法，该循环过滤系统包括送风管路、回风管路、风机、风机入口管以及风机出口管；风机入口管、风机以及风机出口管自前而后依次设置在送风管路上；风机入口管通过风机与风机出口管相连通；回风管路与送风管路相并行；此外，本发明所提供的金属D打印设备用循环过滤系统还包括与风机相贯通的风机子循环系统。本发明提供了一种可有效避免风机长时间启停以及可提升零件成型质量的3D打印设备用循环过滤系统及循环控制方法。

技术研发人员：李均,赵彦辰,赵文娣,张康康,杨东辉
受保护的技术使用者：西安铂力特增材技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17