CN118951053A - 一种slm气流流场控制系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种SLM气流流场控制系统,包括工作平台和气流循环装置,气流循环装置适于在工作平台的成形区域上方形成气流流场,气流循环装置包括出气组件、吸气组件和调姿支架,调姿支架适于使出气组件或吸气组件固定于工作平台周侧,出气组件适于向工作平台的成形区域上方发出气流,吸气组件适于接收从工作平台的成形区域上方经过的气流,调姿支架上设置有可操作的转向节点和滑动节点,操作转向节点适于使出气组件或吸气组件相对工作平台转动,操作滑动节点适于使出气组件或吸气组件相对工作平台移动,本申请具有结构简单、调整方便的特点,能够精准的实现出气组件和吸气组件的三维姿态调整,从而改变气流方向,控制微观组织生长。
Description
技术领域
本申请涉及增材制造设备技术领域,具体涉及一种SLM气流流场控制系统。
背景技术
SLM技术基于快速成形的基本思想,即分层制造、逐层叠加的制造方式,根据三维CAD模型直接成形具有特定几何形状的零件,成形过程不受零件复杂程度的限制,具有成形精度高、组织致密、工序简单等技术优势,研究表明,对SLM最终成形质量有显著影响的工艺因素有13个,除了广泛认可的光束质量、功率、激光焦点、扫描速度、扫描策略、铺粉层厚等,成形过程中的气氛也是对成形件的质量和加工可重复性造成影响的关键因素。
由于在激光扫描熔化的过程中会产生一些冷凝漂浮物,干扰激光的正常入射,因此氛围保护系统除了要对氧含量进行控制之外,另一个重要功能是净化除尘,保证激光光束入射范围内的洁净,但在实际成形过程中,氛围保护系统所散发的保护气体的流动状态也会对成形件质量造成较大影响,尤其体现在气流状态通过对加工层的温度场分布造成影响,这直接决定激光加工区域晶粒生长方向和生长时间,形成特定流场条件下的微观组织,最终影响整体成形件的性能。
但是,现有的氛围保护系统存在以下缺陷:加工环境中的气流流场较为固化,对加工环境中气流流场参数的调节比较困难,系统在改变气流流场过程中的位姿确定和控制等过程较为繁琐。
发明内容
本申请的一个目的在于提供一种结构简单,调整方便的SLM气流流场控制系统。
为达到以上目的,本申请采用的技术方案为:一种SLM气流流场控制系统,包括工作平台和气流循环装置,所述气流循环装置适于在所述工作平台的成形区域上方形成气流流场,所述气流循环装置包括出气组件、吸气组件和调姿支架,所述调姿支架适于使所述出气组件或所述吸气组件固定于所述工作平台周侧,所述出气组件适于向所述工作平台的成形区域上方发出气流,所述吸气组件适于接收从所述工作平台的成形区域上方经过的气流,所述调姿支架上设置有可操作的转向节点和滑动节点,操作所述转向节点适于使所述出气组件或所述吸气组件相对所述工作平台转动,操作所述滑动节点适于使所述出气组件或所述吸气组件相对所述工作平台移动。
在一些实施例中,所述调姿支架包括多个连接板和连接滑块,所述连接滑块适于使两块所述连接板滑动连接形成所述滑动节点,所述连接滑块适于使所述连接板和所述出气组件滑动连接形成所述滑动节点,并使所述连接板和所述出气组件转动连接形成所述转向节点,所述连接滑块适于使所述连接板和所述吸气组件滑动连接形成所述滑动节点,并使所述连接板和所述吸气组件转动连接形成所述转向节点。
在一些实施例中,所述连接板上开设有滑动槽,所述连接滑块与所述滑动槽连接,所述连接滑块适于沿所述滑动槽滑动,所述连接板在所述滑动槽周侧设置有距离标记,所述距离标记适于测量所述连接滑块在所述滑动槽内的滑动距离。
在一些实施例中,所述连接滑块上设置有角度标尺,所述角度标尺适于测量所述出气组件和与所述出气组件相连的所述连接板之间的夹角,所述角度标尺适于测量所述吸气组件和与所述吸气组件相连的所述连接板之间的夹角。
在一些实施例中,所述滑动节点的数量有多个,所述调姿支架连接所述出气组件时,所述调姿支架上的至少一个所述滑动节点使所述出气组件移动的方向垂直于所述工作平台的成形区域,所述调姿支架上的至少一个所述滑动节点使所述出气组件移动的方向平行于所述工作平台的成形区域;所述调姿支架连接所述吸气组件时,所述调姿支架上的至少一个所述滑动节点使所述吸气组件移动的方向垂直于所述工作平台的成形区域,所述调姿支架上的至少一个所述滑动节点使所述吸气组件移动的方向平行于所述工作平台的成形区域。
在一些实施例中,所述转向节点的数量为多个,所述调姿支架连接所述出气组件时,所述调姿支架上的至少一个所述转向节点使所述出气组件转动的转动平面垂直于所述工作平台的成形区域所述调姿支架上的至少一个所述转向节点使所述出气组件转动的转动平面平行于所述工作平台的成形区域;所述调姿支架连接所述吸气组件时,所述调姿支架上的至少一个所述转向节点使所述吸气组件转动的转动平面垂直于所述工作平台的成形区域,所述调姿支架上的至少一个所述转向节点使所述吸气组件转动的转动平面平行于所述工作平台的成形区域。
在一些实施例中,所述出气组件和所述吸气组件均包括气体分流罩和气道,所述气道连接于所述气体分流罩的下方,所述调姿支架连接于所述气道和所述气体分流罩之间,所述出气组件以及所述吸气组件转动和/或移动时,所述调姿支架的最高点始终不高于所述气体分流罩的最低点。
在一些实施例中,所述出气组件和所述吸气组件对向布置于所述工作平台两侧,所述出气组件和所述吸气组件之间的气流流场至少从所述工作平台的成形区域中心的上方经过。
在一些实施例中,所述出气组件和所述吸气组件之间连接有循环气路,所述循环气路中设置有循环风机和气体循环净化器,所述循环风机适于使所述吸气组件中进入气体通过所述循环气路输送至所述出气组件处,所述气体循环净化器适于净化经过的气体。
在一些实施例中,所述出气组件处设置有出气阀门,所述吸气组件处设置有吸气阀门,所述SLM气流流场控制系统还包括控制台,所述控制台连接和控制所述循环风机、所述气体循环净化器、所述出气阀门和所述吸气阀门。
与现有技术相比,本申请的有益效果在于:
1、本申请的SLM气流流场控制系统采用气流进出口的形式进行气流进出,在工作平台的成形区域上方形成气流流场,并通过控制成形区域上方的气流速度,使得保护气流速稳定可控,从而对成形过程中凝固速度实现调控,出气组件和吸气组件采用具有转向节点和滑动节点的调姿支架进行安装,结构合理,占用空间小,能够实现出气组件和吸气组件的三维姿态的快速和方便的调整,从而改变气流方向,可以控制微观组织生长。
2、本申请的SLM气流流场控制系统将气体循环净化器、出气组件和吸气组件进行集成布置,在确保现有设备的气流循环功能的基础上进一步实现气流的净化,能够实现制造过程中烟尘的清洁及表面的散热。
附图说明
图1是根据本申请的一个优选实施例的整体结构示意图。
图2是根据本申请的一个优选实施例的右视图。
图3是根据本申请的一个优选实施例的俯视图。
图4是根据本申请的一个优选实施例的调姿支架与出气组件或吸气组件的连接示意图。
图5是根据本申请的一个优选实施例图3中a处的放大视图。
图6是根据本申请的一个优选实施例的系统布置示意图。
图中:1、工作平台;11、成形区域;2、气流循环装置;21、出气组件;22、吸气组件;23、调姿支架;231、连接板;2311、滑动槽;2312、距离标记;232、连接滑块;233、角度标尺;24、气体分流罩;25、气道;3、循环气路;4、循环风机;5、气体循环净化器;6、出气阀门;7、吸气阀门;8、控制台。
具体实施方式
下面,结合具体实施方式,对本申请做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,对于方位词,如有术语“中心”、 “横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于叙述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作,不能理解为限制本申请的具体保护范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面结合附图对本申请做进一步说明:
如图1至图6所示,本申请提供一种SLM气流流场控制系统,包括工作平台1和气流循环装置2,气流循环装置2适于在工作平台1的成形区域11上方形成气流流场,由于SLM技术是通过激光对金属粉末床层进行逐层扫描,使扫描过的金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果,最终获得模型所设计的金属零件,在这过程中工作平台1的成形区域11上方会形成一定量的烟尘,进而影响激光扫描金属粉末床层的精度和稳定性,而气流循环装置2则能够通过形成气流流场带走工作平台1的成形区域11上方的烟尘,提升激光路径的洁净度,从而优化产品的成形效果。
气流循环装置2包括出气组件21、吸气组件22和调姿支架23,调姿支架23适于使出气组件21或吸气组件22固定于工作平台1周侧,出气组件21适于向工作平台1的成形区域11上方发出气流,吸气组件22适于接收从工作平台1的成形区域11上方经过的气流。
由于使用SLM技术加工时,整个工作平台1通常位于手套箱等封闭空间内,以实现最大化的减少外界环境对产品成形的干扰,但也因此,封闭空间内的气流调控需要完全由该SLM气流流场控制系统进行调控,该SLM气流流场控制系统通过设置出气组件21和吸气组件22相互配合,能够在工作平台1的成形区域11上方形成更为稳定的保护气流流场,引导气流流动,减少气流在封闭空间内发生冲击紊乱的概率,而调姿支架23能够通过改变出气组件21、吸气组件22和工作平台1这三者之间的相对位置及相对角度,从而实现成形区域11上方气流流场流向的调整控制,可针对不同成形质量的需求,通过保护气流流场的控制,调控成形件的性能。
为实现气流流场的流动状态等参数的调控,调姿支架23上设置有可操作的转向节点和滑动节点,转向节点和滑动节点相结合操作控制,能够使出气组件21和吸气组件22自由活动和定位,以实现对气流流场的全方位和全形态的调整,可根据实际需求来设计气流流场的具体形态,具有较高的适用性。
当操作转向节点时,适于使出气组件21或吸气组件22相对工作平台1转动,从而改变出气组件21和吸气组件22相对成形区域11的俯仰角度,使气流流场以不同的角度经过成形区域11上方,也能够改变出气组件21和吸气组件22之间的相对角度,使气流流场的流动、扩散和收束形态等均能够产生变化。
当操作滑动节点时,适于使出气组件21或吸气组件22相对工作平台1移动,从而改变出气组件21或吸气组件22与成形区域11之间的距离,使气流流场从成形区域11上方经过的气流大小和流速等参数发生变化,也能够改变出气组件21或吸气组件22的高度,使气流流场从成形区域11上方的不同高度经过,还可以改变出气组件21和吸气组件22之间的相对位置,使气流流场从成形区域11上方以倾斜的方式经过。
在一些实施例中,调姿支架23包括多个连接板231和连接滑块232,连接滑块232适于使两块连接板231滑动连接形成滑动节点,连接滑块232适于使连接板231和出气组件21滑动连接形成滑动节点,并使连接板231和出气组件21转动连接形成转向节点,连接滑块232适于使连接板231和吸气组件22滑动连接形成滑动节点,并使连接板231和吸气组件22转动连接形成转向节点。
可以理解的是,连接滑块232使两块连接板231滑动连接,其表现形式可以是连接滑块232与每块连接板231分别进行滑动连接,控制连接滑块232能够使连接滑块232在不同连接板231上进行不同方向滑动,也可以是连接滑块232与其中一块连接板231固接,与另一块连接板231滑动连接,控制连接滑块232能够使连接滑块232在可滑动的连接板231上滑动,连接滑块232使连接板231和出气组件21滑动连接,以及连接滑块232使连接板231和吸气组件22滑动连接均同理。
可以理解的是,连接滑块232使连接板231和出气组件21转动连接和连接滑块232使连接板231和吸气组件22转动连接,其表现形式可以是,连接滑块232自身设置有转动结构,连接滑块232与连接板231转动连接,连接滑块232与出气组件21转动连接等,同时也包括平面转动和万向转动等多种形式。
在一些实施例中,连接滑块232自身设置转动结构时,连接滑块232与连接板231和出气组件21固接,连接滑块232自身不具有转动结构时,连接滑块232与连接板231和出气组件21中的至多一者进行可转动连接,这样设计能够减少转动结构的数量,提升各个转向节点的结构稳定性,减少转向节点发生松动的概率,进而保证气流流场的稳定性。
如图4所示的实施例中,连接板231上开设有滑动槽2311,连接滑块232与滑动槽2311连接,连接滑块232适于沿滑动槽2311滑动,连接板231在滑动槽2311周侧设置有距离标记2312,距离标记2312通常以标尺的形式刻印在滑动槽2311周侧,距离标记2312适于测量连接滑块232在滑动槽2311内的滑动距离,利用距离标记2312能够更为精准的调节和记录每次调节的数据,方便下次加工同种产品时进行气流流场的快速复现。
在一些实施例中,连接板231上可以在两端分别开设不同滑动槽2311与其他部件连接,同时在滑动槽2311上分别设置距离标记2312,方便区分各个部件在该连接板231上单独的活动状态。
如图4所示的实施例中,连接板231上可以在两端分别开设不同滑动槽2311与其他部件连接,同时在滑动槽2311统一设置距离标记2312,方便观察各个部件在该连接板231上整体的活动状态。
具体的,可以在连接滑块232上开设滑动通道,将连接板231嵌入安装于滑动通道内实现滑动调节。
如图4所示的实施例中,连接滑块232上设置有紧固螺栓,通过紧固螺栓的松紧调节实现连接滑块232在滑动槽2311内的滑动和与连接板231之间的固结。
如图4所示的实施例中,连接滑块232上设置有角度标尺233,角度标尺233适于测量出气组件21和与出气组件21相连的连接板231之间的夹角,角度标尺233适于测量吸气组件22和与吸气组件22相连的连接板231之间的夹角,从而方便观察和记录出气组件21和吸气组件22的倾斜角度,方便下次加工同种产品时进行气流流场的快速复现。
在一些实施例中,连接滑块232上设置有紧固螺栓,通过紧固螺栓的松紧调节实现连接滑块232与连接板231、出气组件21以及吸气组件22之间的转动和固结。
如图5所示的实施例中,调姿支架23和工作平台1之间也可使用转动连接,并使用角度标尺233进行调节的形式进行连接,解锁调姿支架23和工作平台1之间的紧固螺栓,能够调节调姿支架23整体和工作平台1之间的偏转角度,进一步提升调整的灵活性。
如图1至3所示的实施例中,滑动节点的数量有多个,调姿支架23连接出气组件21时,调姿支架23上的至少一个滑动节点使出气组件21移动的方向垂直于工作平台1的成形区域11,调姿支架23上的至少一个滑动节点使出气组件21移动的方向平行于工作平台1的成形区域11,在本申请中,工作平台1的成形区域11通常平行于地面,因此滑动节点能够在水平面内的至少一个方向以及竖直方向上控制出气组件21移动,位置的计算和调整更加方便直观,便于操作。
如图1至3所示的实施例中,滑动节点的数量有多个,调姿支架23连接吸气组件22时,调姿支架23上的至少一个滑动节点使吸气组件22移动的方向垂直于工作平台1的成形区域11,调姿支架23上的至少一个滑动节点使吸气组件22移动的方向平行于工作平台1的成形区域11,在本申请中,工作平台1的成形区域11通常平行于地面,因此滑动节点能够在水平面内的至少一个方向以及竖直方向上控制吸气组件22移动,位置的计算和调整更加方便直观,便于操作。
如图1至3所示的实施例中,转向节点的数量为多个,调姿支架23连接出气组件21时,调姿支架23上的至少一个转向节点使出气组件21转动的转动平面垂直于工作平台1的成形区域11调姿支架23上的至少一个转向节点使出气组件21转动的转动平面平行于工作平台1的成形区域11,在本申请中,工作平台1的成形区域11通常平行于地面,因此转向节点能够在水平面以及至少一个竖直平面内控制出气组件21转动,结合移动节点,则能够在不同高度的水平面以及不同竖直平面内控制出气组件21活动,从而实现立体空间内的自由调节。
如图1至3所示的实施例中,转向节点的数量为多个,调姿支架23连接吸气组件22时,调姿支架23上的至少一个转向节点使吸气组件22转动的转动平面垂直于工作平台1的成形区域11,调姿支架23上的至少一个转向节点使吸气组件22转动的转动平面平行于工作平台1的成形区域11,在本申请中,工作平台1的成形区域11通常平行于地面,因此转向节点能够在水平面以及至少一个竖直平面内控制吸气组件22转动,结合移动节点,则能够在不同高度的水平面以及不同竖直平面内控制吸气组件22活动,从而实现立体空间内的自由调节。
如图6所示的实施例中,出气组件21和吸气组件22均包括气体分流罩24和气道25,气体分流罩24用于引导气体向固定方向流出形成气流,气道25连接于气体分流罩24的下方用于向气体分流罩24提供气体,调姿支架23连接于气道25和气体分流罩24之间,在本申请中,气道25和气体分流罩24之间设置有固结机构,用于密封强化气道25和气体分流罩24的连接位置,调姿支架23与固接机构进行连接。
为减少调姿支架23的结构对气流流场的干涉和影响,出气组件21以及吸气组件22转动和/或移动时,调姿支架23的最高点始终不高于气体分流罩24的最低点,使出气组件21和吸气组件22四周的气流能够符合预设设计进行流动,减少发生紊乱的概率。
在本申请中,调姿支架23通常连接于工作平台1的下部,为保证气流流场的正常运行,需预先操作滑动节点,使出气组件21和吸气组件22升至调姿支架23的中上部,保证气体分流罩24位于工作平台1的成形区域11表面上方。
如图1和3所示的实施例中,出气组件21和吸气组件22对向布置于工作平台1两侧,出气组件21和吸气组件22之间的气流流场至少从工作平台1的成形区域11中心的上方经过,由于成形件一般在工作平台1的成形区域11中心附近开始成形,这样设计能够确保气流流场能够较为完整且较为对称的分布于工作平台1的成形区域11上方,并且能够较为完整的覆盖成形件上方,减少成形件上方的粉尘,提升激光的精度,并控制加工层处的温度场分布。
如图6所示的实施例中,出气组件21和吸气组件22之间连接有循环气路3,循环气路3中设置有循环风机4和气体循环净化器5,循环风机4适于使吸气组件22中进入气体通过循环气路3输送至出气组件21处,气体循环净化器5适于净化经过的气体。
如图6所示的实施例中,出气组件21处设置有出气阀门6,吸气组件22处设置有吸气阀门7,SLM气流流场控制系统还包括控制台8,控制台8连接和控制循环风机4、气体循环净化器5、出气阀门6和吸气阀门7。
循环气路3依次连接出气组件21、出气阀门6、气体循环净化器5、循环风机4、吸气阀门7和吸气组件22,系统运行时,打开控制台8激活系统,根据预先计算的仿真输入调节出气阀门6和吸气阀门7的大小以及循环风机4的转速,实现稳定的流场控制。
在一些实施例中,控制台8设置于手套箱外部,通过控制线路连接循环风机4、气体循环净化器5、出气阀门6和吸气阀门7,控制台8能够总体调节控制循环风机4、气体循环净化器5、出气阀门6和吸气阀门7的参数,使气流流场的流动更加稳定。
以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解,本申请不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理,在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种SLM气流流场控制系统,其特征在于:包括工作平台和气流循环装置,所述气流循环装置适于在所述工作平台的成形区域上方形成气流流场,所述气流循环装置包括出气组件、吸气组件和调姿支架,所述调姿支架适于使所述出气组件或所述吸气组件固定于所述工作平台周侧,所述出气组件适于向所述工作平台的成形区域上方发出气流,所述吸气组件适于接收从所述工作平台的成形区域上方经过的气流,所述调姿支架上设置有可操作的转向节点和滑动节点,操作所述转向节点适于使所述出气组件或所述吸气组件相对所述工作平台转动,操作所述滑动节点适于使所述出气组件或所述吸气组件相对所述工作平台移动。
2.如权利要求1所述的一种SLM气流流场控制系统,其特征在于:所述调姿支架包括多个连接板和连接滑块,所述连接滑块适于使两块所述连接板滑动连接形成所述滑动节点,所述连接滑块适于使所述连接板和所述出气组件滑动连接形成所述滑动节点,并使所述连接板和所述出气组件转动连接形成所述转向节点,所述连接滑块适于使所述连接板和所述吸气组件滑动连接形成所述滑动节点,并使所述连接板和所述吸气组件转动连接形成所述转向节点。
3.如权利要求2所述的一种SLM气流流场控制系统,其特征在于:所述连接板上开设有滑动槽,所述连接滑块与所述滑动槽连接,所述连接滑块适于沿所述滑动槽滑动,所述连接板在所述滑动槽周侧设置有距离标记,所述距离标记适于测量所述连接滑块在所述滑动槽内的滑动距离。
4.如权利要求2所述的一种SLM气流流场控制系统,其特征在于:所述连接滑块上设置有角度标尺,所述角度标尺适于测量所述出气组件和与所述出气组件相连的所述连接板之间的夹角,所述角度标尺适于测量所述吸气组件和与所述吸气组件相连的所述连接板之间的夹角。
5.如权利要求1所述的一种SLM气流流场控制系统,其特征在于:所述滑动节点的数量有多个,所述调姿支架连接所述出气组件时,所述调姿支架上的至少一个所述滑动节点使所述出气组件移动的方向垂直于所述工作平台的成形区域,所述调姿支架上的至少一个所述滑动节点使所述出气组件移动的方向平行于所述工作平台的成形区域;所述调姿支架连接所述吸气组件时,所述调姿支架上的至少一个所述滑动节点使所述吸气组件移动的方向垂直于所述工作平台的成形区域,所述调姿支架上的至少一个所述滑动节点使所述吸气组件移动的方向平行于所述工作平台的成形区域。
6.如权利要求1所述的一种SLM气流流场控制系统,其特征在于:所述转向节点的数量为多个,所述调姿支架连接所述出气组件时,所述调姿支架上的至少一个所述转向节点使所述出气组件转动的转动平面垂直于所述工作平台的成形区域所述调姿支架上的至少一个所述转向节点使所述出气组件转动的转动平面平行于所述工作平台的成形区域;所述调姿支架连接所述吸气组件时,所述调姿支架上的至少一个所述转向节点使所述吸气组件转动的转动平面垂直于所述工作平台的成形区域,所述调姿支架上的至少一个所述转向节点使所述吸气组件转动的转动平面平行于所述工作平台的成形区域。
7.如权利要求1所述的一种SLM气流流场控制系统,其特征在于:所述出气组件和所述吸气组件均包括气体分流罩和气道,所述气道连接于所述气体分流罩的下方,所述调姿支架连接于所述气道和所述气体分流罩之间,所述出气组件以及所述吸气组件转动和/或移动时,所述调姿支架的最高点始终不高于所述气体分流罩的最低点。
8.如权利要求1所述的一种SLM气流流场控制系统,其特征在于:所述出气组件和所述吸气组件对向布置于所述工作平台两侧,所述出气组件和所述吸气组件之间的气流流场至少从所述工作平台的成形区域中心的上方经过。
9.如权利要求1所述的一种SLM气流流场控制系统,其特征在于:所述出气组件和所述吸气组件之间连接有循环气路,所述循环气路中设置有循环风机和气体循环净化器,所述循环风机适于使所述吸气组件中进入气体通过所述循环气路输送至所述出气组件处,所述气体循环净化器适于净化经过的气体。
10.如权利要求9所述的一种SLM气流流场控制系统,其特征在于:所述出气组件处设置有出气阀门,所述吸气组件处设置有吸气阀门,所述SLM气流流场控制系统还包括控制台,所述控制台连接和控制所述循环风机、所述气体循环净化器、所述出气阀门和所述吸气阀门。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170072468A1 (en) * | 2014-05-14 | 2017-03-16 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Control Unit, Device and Method for the Production of a Three-Dimensional Object |
CN206169294U (zh) * | 2016-11-10 | 2017-05-17 | 湖南华曙高科技有限责任公司 | 用于制造三维物体的设备及其除烟装置 |
CN206392863U (zh) * | 2016-12-30 | 2017-08-11 | 华中科技大学 | 一种能提高烟尘净化效果的激光选区熔化装置 |
US20190224748A1 (en) * | 2018-01-24 | 2019-07-25 | General Electric Company | Heated Gas Circulation System for an Additive Manufacturing Machine |
CN111989178A (zh) * | 2018-04-13 | 2020-11-24 | Eos有限公司电镀光纤系统 | 用于增材制造的具有可运动的流动部的制造装置和方法 |
CN115815633A (zh) * | 2022-12-01 | 2023-03-21 | 南京中科煜宸激光技术有限公司 | 激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统及调风方法 |
-
2024
- 2024-10-14 CN CN202411426024.3A patent/CN118951053A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20170072468A1 (en) * | 2014-05-14 | 2017-03-16 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Control Unit, Device and Method for the Production of a Three-Dimensional Object |
CN206169294U (zh) * | 2016-11-10 | 2017-05-17 | 湖南华曙高科技有限责任公司 | 用于制造三维物体的设备及其除烟装置 |
CN206392863U (zh) * | 2016-12-30 | 2017-08-11 | 华中科技大学 | 一种能提高烟尘净化效果的激光选区熔化装置 |
US20190224748A1 (en) * | 2018-01-24 | 2019-07-25 | General Electric Company | Heated Gas Circulation System for an Additive Manufacturing Machine |
CN111989178A (zh) * | 2018-04-13 | 2020-11-24 | Eos有限公司电镀光纤系统 | 用于增材制造的具有可运动的流动部的制造装置和方法 |
CN115815633A (zh) * | 2022-12-01 | 2023-03-21 | 南京中科煜宸激光技术有限公司 | 激光选区熔化铺粉设备风场自动调风系统及调风方法 |
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