激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置。
【背景技术】
[0002]现有的激光选区熔化增材制造过程中熔化金属粉末产生大量的金属蒸气烟尘，其烟尘必须过滤去除，若成形过程时间长，则导致激光功率衰减，严重影响成形稳定性和成形质量，甚至致使成形过程终止。
[0003]现有技术中的激光选区熔化增材制造过程中为防止所加工金属与空气发生反应，保证增材制造零件的质量，成形舱室内充满氩气等气体保护，如钛合金、铝合金等易燃金属粉末在成形过程中处于氩气惰性气氛中。为防止成形过程烟尘排放到操作室内，金属激光选区熔化增材制造烟尘过滤系统要求完全密闭；且烟尘过滤器可更换，其工作原理如图1所示，在该实施例中，激光选取成形机置于密封箱1内，密封箱1的入风口与烟尘过滤装置2的出口连接，密封箱1的出风口与烟尘过滤装置2的入口连通。在上述对应的连接管路上设置有球阀7。
[0004]现有技术的缺点:现有的激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置采用同一个风机把含烟尘气体从成形舱室内抽出，然后采用化纤圆筒或板框式滤芯过滤，再循环进入成形舱内。但存在化纤圆筒或板框式滤芯的烟尘过滤装置在空气中易燃易爆，工作时间短，而且成形舱室内的含烟尘气体因紊流不能高效被排出成形舱室，气体中烟尘导致激光衰减和污染光学镜片，产品内部存在未熔合缺陷性能达不到设计要求等质量问题。
【发明内容】
[0005]为了克服现有的烟尘过滤装置在空气中易燃易爆，工作时间短的不足，本发明提供了一种激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置，以达到提高工作寿命，降低易燃易爆危险性的目的。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置，该激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置包括:密封箱，该激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置的粉末铺粉床设置在密封箱内；烟尘过滤装置，能够与密封箱连通，烟尘过滤装置能够过滤该密封箱排出的烟气并将过滤后的烟气返回至该密封箱内，烟尘过滤装置设置在密封箱外；点阵多孔滤芯过滤器，点阵多孔滤芯过滤器设置在密封箱外，并且该点阵多孔滤芯过滤器位于密封箱的出气端与烟尘过滤装置之间，该点阵多孔滤芯过滤器能够对该成形舱室排出的烟气进行初步过滤。
[0007]进一步地，该点阵多孔滤芯过滤器包括点阵多孔滤芯，点阵多孔滤芯为多孔结构并能够过滤烟气中的烟尘，点阵多孔滤芯的入口能够与密封箱的出气端连通，点阵多孔滤芯的出口能够与烟尘过滤装置连通。
[0008]进一步地，点阵多孔滤芯为由多根金属杆连接组成的面心立方结构、体心立方结构或密排六方结构，点阵多孔滤芯中的孔径为0.3mm?5_，金属杆的直径为0.3mm?2_。
[0009]进一步地，该点阵多孔滤芯过滤器还包括:超声振动装置，与点阵多孔滤芯连接，超声振动装置能够将点阵多孔滤芯表面附着的烟尘震落；烟尘回收装置，设置在点阵多孔滤芯的下方，用于回收由超声振动装置震落的烟尘；第一密封箱，点阵多孔滤芯、超声振动装置和烟尘回收装置均设置在第一密封箱内。
[0010]进一步地，该激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置还包括吹吸式多通道导流装置，吹吸式多通道导流装置设置在密封箱内，该吹吸式多通道导流装置包括设置在密封箱的进气端的吹气装置和设置在密封箱的出气端的吸气装置。
[0011]进一步地，吹气装置包括第一吹气部和第二吹气部，第一吹气部和第二吹气部沿烟气流动方向依次设置，第一吹气部上设置有第一透气孔，第二吹气部上设置有第二透气孔，该第一透气孔的直径大于第二透气孔的直径，密封箱外的气体能够依次通过密封箱的进气端、该第一透气孔和第二透气孔进入密封箱内。
[0012]进一步地，密封箱的出气方向与密封箱的进气方向垂直，吹气装置和吸气装置分别设置在密封箱的两端，该吸气装置内含有多个平行间隔设置的导向板，该多个平行间隔设置的导向板沿密封箱的出气方向依次排列，该多个平行间隔设置的导向板形成百叶窗状结构，导向板相对于密封箱的出气方向倾斜设置，密封箱内的烟气能够经过该百叶窗状结构后从密封箱的出气端排出密封箱外。
[0013]进一步地，吹气装置和吸气装置之间相互独立，吹气装置和吸气装置均设置在粉末铺粉床的上部或上方，密封箱在地面上的投影为长方形，吹气装置的长度等于该长方形的宽度，吸气装置的长度也等于该长方形的宽度。
[0014]进一步地，烟尘过滤装置包括:过滤组件，该过滤组件的入口管路能够与点阵多孔滤芯过滤器的出口连通；循环风机，循环风机的一端与该过滤组件的出口管路连接，循环风机的另一端与该密封箱的进气端连接，循环风机能够将该过滤组件过滤后的烟气返回至密封箱内，并且循环风机能够将密封箱内的烟气吸出。
[0015]进一步地，过滤组件包括相互连通的粗过滤组件和精过滤组件，该过滤组件在过滤烟气时，该烟气依次经过粗过滤组件和精过滤组件，烟尘过滤装置还包括第二密封箱，过滤组件和循环风机均设置在第二密封箱内。
[0016]本发明的有益效果是，本发明实施例中的点阵多孔滤芯过滤器的点阵多孔滤芯使用寿命高，易燃易爆的危险性低，能够实现激光选区熔化增材制造过程烟尘的高效、低成本过滤。
[0017]设置吹吸式多通道导流装置，通过把气流分解成多层级多流道，确保气流的均匀性，实现烟气沿着吸气方向层流，有效排出成形舱室外以实现高效快速排出密封箱内的烟气，解决了大尺寸激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置内部气体紊流、激光光路光学器件被烟尘污染以及长时间工作能量衰减问题，提高成形产品的质量稳定性。
【附图说明】
[0018]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0019]图1为现有技术中激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置的结构示意图；
[0020]图2为本发明激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置实施例的结构示意图；
[0021]图3为本发明激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置实施例中吹吸式多通道导流装置的结构示意图；
[0022]图4为本发明激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置实施例中点阵多孔滤芯过滤器的结构示意图；
[0023]图5为图4中点阵多孔滤芯的结构示意图；
[0024]图6为本发明激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置实施例中烟尘过滤装置的结构示意图。
[0025]图中附图标记:1、密封箱；2、烟尘过滤装置；21、循环风机；22、过滤组件；221、粗过滤组件；222、精过滤组件；23、第二密封箱；3、吹吸式多通道导流装置；31、吹气装置；311、第一吹气部；312、第二吹气部；32、吸气装置；321、导向板；4、点阵多孔滤芯过滤器；41、点阵多孔滤芯；42、超声振动装置；43、烟尘回收装置；44、第一密封箱；45、金属杆；5、控制台；6、粉末铺粉床；7、球阀。
【具体实施方式】
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0027]如图2至图6所示，本发明实施例提供了一种激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置，该激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置包括:密封箱1、烟尘过滤装置2和吹吸式多通道导流装置3。该激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置的粉末铺粉床6设置在密封箱1内。烟尘过滤装置2能够与密封箱1连通，烟尘过滤装置2能够过滤该密封箱1排出的烟气并将过滤后的烟气返回至该密封箱1内，烟尘过滤装置2设置在密封箱1外。吹吸式多通道导流装置3设置在密封箱1内，该吹吸式多通道导流装置3包括设置在密封箱1的进气端的吹气装置31和设置在密封箱1的出气端的吸气装置32。
[0028]设置吹吸式多通道导流装置3，通过把气流分解成多层级多流道，确保气流的均匀性，实现烟气沿着吸气方向层流，有效排出成形舱室外以实现高效快速排出密封箱1内的烟气，解决了大尺寸激光选区熔化增材制造设备的烟尘处理装置内部气体紊流、激光光路光学器件被烟尘污染以及长时间工作能量衰减问题，提高成形产品的质量稳定性。
[0029]需要说明的是，吹吸式多通道导流装置3能够保证气流速度快且起到很好的导流效果，该吹吸式多通道导流装置3能够为烟气流动提供一定吸力，迫使烟气被快速排出密封箱1内。吹吸式多通道导流装置3通过沿着粉末铺粉床6表面提供具有一定压力差的气体流动，防止烟气随机扩散产生紊流，从而避免烟气充满成形舱室，进而污染光学器件，造成成形质量问题。
[0030]如图3所示，吹气装置31包括第一吹气部311和第二吹气部312。第一吹气部311和第二吹气部312沿烟气流动方向依次设置，第一吹气部311上设置有第一透气孔，第二吹气部312上设置有第二透气孔，该第一透气孔的直径大于第二透气孔的直径。密封箱1外的气体能够依次通过密封箱1的进气端、该第一透气孔和第二透气孔进入密封箱1内。将靠近进气方向的第一透气孔的设置成大孔径，是为了保证气流的分散，将远离进气方向的第二透气孔设置成小孔径，是为了保证气流速度快且起到很好的吹式导流效果。
[0031]第一吹气部311和第二吹气部312均为板状，该第一透气孔在第一吹气部311上呈规则的行列排布，该第二透气孔在第二吹气部312上呈规则的行列排布，第一吹气部311和第二吹气部312相互平行。
[0032]密封箱1的出气方向与密封箱1的进气方向垂直，吹气装置31和吸气装置32分别设置在密封箱1的两端，该吸气装置32内含有多个平行间隔设置的导向板321，该多个平行间隔设置的导向板321沿密封箱1的出气方向依次排列，该多个平行间隔设置的导向板321形成百叶窗状结构，导向板321相对于密封箱1的出气方向倾斜设置，密封箱1内的烟气能够经过该百叶窗状结构后从密封箱1的出气端排出密封箱1外。导向板321的倾斜有利于烟气吸入排气通道并由密封箱1的出气端导出，而且倾斜设置的导向板321能够为烟气被排除提供一定吸力。
[0033]本发明实施例中的吹气装置31和吸气装置32之间相互独立，吹气装置31和吸气装置32均设置在粉末铺粉床6的上部或上方，密封箱1在地面上的投影为长方形，吹气装置31的长度