3D打印机的烟尘清除机构及方法与流程

3d打印机的烟尘清除机构及方法
技术领域
1.本发明涉及d打印制造领域，具体为3d打印机的烟尘清除机构及方法。


背景技术：

2.3d打印是一种快速成型技术，又被称为增材制造，激光选区熔化技术(slm)是直接成型金属构件的一种技术，激光选区熔化3d打印过程需要在高纯度的氮气、氩气等惰性气体进行保护下进行。由于气体循环会带来烟尘在成型室飘浮的问题，而这些烟尘大多是电解金属蒸汽形成的絮状冷凝物以及碳元素及其他非金属杂质燃烧产生的化合物等，一旦弥漫到整个成型室将对成型过程产生严重的危害。
3.烟尘颗粒进入到激光光路内将影响透镜透射率，从而使激光实际扫描功率衰减，影响零件的强度、表面质量等特性，透镜亦可能受热破裂；烟尘落到粉床表面，对金属粉末造成污染，会严重影响打印零件的质量，也对粉末的再利用造成困难；烟尘在铺粉导轨上的沉积会加速导轨磨损；同时打印完成后，如果成型室内存在大量有毒有害的烟尘，也会造成环境污染，危害操作人员的健康。
4.因此，成型过程中必须要对这些烟尘及时清除和处理。传统的方法是采用外接循环风机抽出含烟尘的气体，再在后面连接上保护气循环过滤装置，但在大尺寸3d打印的过程中，由于产生的烟尘较多、成型室尺寸较大、加工周期长等因素，这种清除方法效果有限，所以有必要对打印机烟尘清除装置加以改进。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了3d打印机的烟尘清除机构及方法，具备清除效果好等优点。
6.为实现上述清除效果好的目的，本发明提供如下技术方案：3d打印机的烟尘清除机构，包括成型室壳体，设置在成型室壳体内底壁的成型台，所述成型台的周围设有吸气组件，所述成型室壳体顶部固定安装有分气盒，所述分气盒底部设有延伸至成型室壳体内部的分流管，所述成型室壳体的边侧设有除尘组件；
7.所述吸气组件包括隔板、环管、抽气管、分支管、汇总接头以及总管，其中，所述隔板焊接在成型台边侧的顶部，并且隔板的边缘与成型室壳体的内侧壁焊接在一起；所述抽气管固定安装在隔板上，并且抽气管竖直延伸至隔板的下方；所述环管固定安装在抽气管的底端，环管设置有若干个，而若干个所述环管的边侧均固定安装有分支管，所有的分支管的另一端同时与总接头固定连接，总接头的另一侧固定安装有总管。
8.进一步，所述除尘组件包括输气管、除尘箱、数量为两个的支撑板、滤块、气泵以及对接管，其中，
9.输气管固定安装在分气盒的边侧，而输气管的另一端与除尘箱的顶壁固定连接；
10.除尘箱固定安装在成型室壳体的边侧，气泵、支撑板、滤块和支撑板从上往下依次安装在除尘箱的内部；
11.对接管的一端固定安装在除尘箱的底部，对接管的另一端与总管活动连接。
12.进一步，所述除尘箱的两侧的内壁均固定安装有用于放置支撑板的支撑条，滤块放置在支撑板上，在除尘箱的正面铰接有与支撑板和滤块对应的除尘门，在除尘箱的正面固定安装有操作面板。
13.进一步，所述气泵的边侧固定安装有与除尘箱内侧壁连接的密封条框，气泵的进气端朝下，气泵的出气端朝上。
14.进一步，所述总管延伸至成型室壳体的外壁，并在总管远离汇总接头的一端上安装有与对接管螺纹连接的对接头，在对接管上安装有电控阀，另外，在对接管位于对接头和电控阀之间的部位安装有三通接头，三通接头内安装有换向阀，三通接头的另一端对接有气体导入管。
15.进一步，所述成型室壳体的背面且位于成型台的上方开设有后口，成型室壳体的正面且位于成型台的上方铰接有活动门。
16.进一步，所述环管为圆环管，若干个所述环管的直径从外至内等差缩小，每个所述环管的顶部均匀安装若干个抽气管。
17.进一步，所述分气盒的长度和宽度均与成型室壳体的长度和宽度相等，分流管呈圆形均匀分布。
18.本发明要解决的另一技术问题是提供一种3d打印机的烟尘清除方法，包括以下步骤：
19.1)通过气体导入管输入惰性气体；
20.2)惰性气体进入顺着管道进入成型室壳体内部；
21.3)随着3d打印开始，关闭气体导入管，启动气泵；
22.4)通过气泵产生气流，同时调节电控阀的释放程度，改变输气管和总管的气压差；
23.5)惰性气体通过抽气管从上往下吸入，从而带着烟尘往下移动；
24.6)在气泵的作用下，分流管在喷出气体，带着烟尘持续往下移动，然后被抽气管吸收，而后进入到除尘箱内部，形成混合气体，经过滤块的过滤后，再次进入分气盒，然后通过分流管喷出，即可形成一个气体循环。
25.与现有技术相比，本发明提供了3d打印机的烟尘清除机构及方法，具备以下有益效果：
26.该3d打印机的烟尘清除机构及方法，在每个环管上均匀安装若干个抽气管，使得成型台边侧均匀的分布若干个可以向上吹气的气口，同时，又在成型室壳体顶壁安装若干个与分气盒连通的分流管，一旦气泵启动，即可在成型室壳体内部形成一个从下往上的气流，从而带着烟尘进入到除尘箱中，然后在通过滤块对烟尘进行过滤，实现气体循环，相比现有的结构，其除尘效果得到了大幅度提升，惰性气流带能带走打印过程中产生的烟尘，避免烟尘下落导致的金属粉末污染，并且由于喷气端均匀铺满了隔板，能够保证烟尘始终向上移动，避免了出现死角的可能，另外，可通过调整电控阀释放程度和调节气泵的输出档位，即可适应不同材料的3d打印，最后，通过打开除尘门随时取出滤块，方便清理滤块中的烟尘。
附图说明
27.图1为本发明剖视示意图；
28.图2为本发明吹气结构俯视图；
29.图3为本发明除尘循环结构示意图。
30.图中：1成型室壳体、2成型台、3后口、4隔板、5环管、6抽气管、7分支管、8汇总接头、9总管、91对接头、10分气盒、11分流管、12输气管、13除尘箱、131除尘门、14支撑板、15滤块、16气泵、17对接管、18电控阀、19三通接头、20气体导入管、21操作面板。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.请参阅图1，3d打印机的烟尘清除机构，包括成型室壳体1，设置在成型室壳体1内底壁的成型台2，成型台2为圆柱形，在成型室壳体1的背面且位于成型台2的上方开设有后口3，用以让3d打印头伸入到成型室壳体1内部，而在成型室壳体1的正面且位于成型台2的上方铰接有活动门，方便取出打印物品。
33.在成型台2的周围设有吸气组件，用以吹出气流，气流从下往上，即可带走烟尘颗粒，从而避免烟尘颗粒落到打印品上。
34.请参阅图1-2，吸气组件包括隔板4、环管5、抽气管6、分支管7、汇总接头8以及总管9。隔板4焊接在成型台2边侧的顶部，并且隔板4的边缘与成型室壳体1的内侧壁焊接在一起；抽气管6固定安装在隔板4上，并且抽气管6竖直延伸至隔板4的下方；环管5固定安装在抽气管6的底端，环管5设置有若干个，而若干个环管5的边侧均固定安装有分支管7，所有的分支管7的另一端同时与总接头8固定连接，总接头8的另一侧固定安装有总管9。
35.其中，环管5为圆环管，若干个环管5的直径从外至内等差缩小，每个环管5的顶部均匀安装若干个抽气管6，以此让若干个抽气管6布满隔板4。
36.需要注意的是，总管9延伸至成型室壳体1的外壁，并在总管9远离汇总接头8的一端上安装有对接头91。
37.成型室壳体1顶部固定安装有分气盒10，分气盒10底部设有延伸至成型室壳体1内部的分流管11。其中，分气盒10的长度和宽度均与成型室壳体1的长度和宽度相等，分流管11呈圆形均匀分布。
38.在成型室壳体1的边侧设有除尘组件，用以将烟尘中的压制过滤拦截。
39.请参阅图1或图3，除尘组件包括输气管12、除尘箱13、数量为两个的支撑板14、滤块15、气泵16以及对接管17。
40.其中，输气管12固定安装在分气盒10的边侧，而输气管12的另一端与除尘箱13的顶壁固定连接；除尘箱13固定安装在成型室壳体1的边侧，气泵16、支撑板14、滤块15和支撑板14从上往下依次安装在除尘箱13的内部；而对接管17的一端固定安装在除尘箱13的底部，对接管17的另一端与总管9活动连接。
41.其次，在除尘箱13的两侧的内壁均固定安装有用于放置支撑板14的支撑条，滤块
15放置在支撑板14上，在除尘箱13的正面铰接有与支撑板14和滤块15对应的除尘门131，在除尘箱13的正面固定安装有操作面板21，用以调节气泵16的输出档位。
42.另外，通过在气泵16的边侧固定安装与除尘箱13内侧壁连接的密封条框，将气泵16与除尘箱13之间的缝隙堵死，以加强密封效果，气泵16的进气端朝下，气泵16的出气端朝上。
43.需要注意的是，在对接管17上安装有电控阀18，用以实时调节气体输出的压力。另外，在对接管17位于对接头91和电控阀18之间的部位安装有三通接头19，三通接头19内安装有换向阀，三通接头19的另一端对接有气体导入管20。
44.初始时，通过气体导入管20输入惰性气体到成型室壳体1内部。
45.本发明要解决的另一技术问题是提供3d打印机的烟尘清除方法，包括以下步骤：
46.1通过气体导入管20输入惰性气体；
47.2惰性气体顺着管道进入成型室壳体1内部；
48.3随着3d打印开始，关闭气体导入管20，启动气泵16；
49.4通过气泵16产生气流，同时调节电控阀18的释放程度，改变输气管12和总管9的气压差；
50.5惰性气体通过抽气管6从上往下吸入，从而带着烟尘往下移动；
51.6)在气泵16的作用下，分流管11在喷出气体，带着烟尘持续往下移动，然后被抽气管6吸收，而后进入到除尘箱13内部，形成混合气体，经过滤块15的过滤后，再次进入分气盒10，然后通过分流管11喷出，即可形成一个气体循环。
52.本实施例在使用时，启动气泵16，即可在成型室壳体1内部形成一个从下往上的气流，从而带着烟尘进入到除尘箱13中，然后在通过滤块15对烟尘进行过滤，实现气体循环，并且由于喷气端均匀铺满了隔板4，能够保证烟尘始终向上移动，避免了出现死角的可能，避免烟尘下落导致的金属粉末污染，通过调整电控阀18释放程度和调节气泵16的输出档位，即可适应不同材料的3d打印，最后，通过打开除尘门131随时取出滤块15，清理滤块15中的烟尘。
53.文中出现的电器元件均与主控器及电源电连接，主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备，且现有公开的电力连接技术，不在文中赘述。
54.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
55.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。