[发明专利]一种双层气体保护容器

说明书

一种双层气体保护容器，包括内层壳体(20)和外层壳体(10)，内层壳体(20)和外层壳体(10)都是密封结构，其中外层壳体(10)将内层壳体(20)包裹在内，内层壳体(20)的底部固定在外层壳体(10)底部，外层壳体(10)底部安装在地面上，地面以上的外层壳体(10)内层壳体(20)之间有空隙，其特征在于，在外层壳体(10)的内壁上安装有外层气体成份监控传感器(50)，在内层壳体(20)的内壁上安装有内层气体成份传感器(60)和气压传感器(80)，在外层壳体(10)上安装有外层充气装置(40)和外层排气装置(90)，外层充气装置(40)和外层排气装置(90)分别穿过外层壳体(10)；本发明结构简单，使用方便，有效地避免空气中的氧气渗入工作的内层空间，提高了3D打印产品的质量。

技术领域

本发明是一种双层气体保护容器，特别是金属材料激光增材制造设备的气体保护室，尤其适合大型金属构件激光熔化直接成形增材制造设备的气体保护室。

技术背景

增材制造俗称3D打印，是一种根据三维数字模型进行材料添加和融合来制造构件的过程，通常采用层层叠加方式进行，是一种与传统的减材制造相反的新兴制造技术。该技术可以在一台设备上根据数字模型快速精确地制造几乎任意形状的结构，解决了以往复杂结构难以加工的问题，同时减少了工序、缩短了单件制造周期、节省材料，被认为可能给传统制造业带来变革性的影响。

增材制造过程通常分成四个步骤，首先使用CAD软件进行设计或通过对实物的三维扫描建立三维数字模型，然后对这个三维模型进行添加辅助支撑结构、分层和路径规划等工艺处理，形成工艺文件，接下来将这个工艺文件输入增材制造设备进行逐层加工，得到三维实体，最后进行热处理和必要的表面处理等后处理。针对不同的材料，增材制造出了多种技术分支，包括熔融沉积成形技术(Fused Deposition Modeling，FDM)、激光选区烧结(Selective Laser Sintering)、激光熔化沉积(Laser Melting Deposition，LMD)、激光选区熔化(Selective Laser Melting，SLM)、电子束选区熔化(Selective Electron BeamMelting，SEBM)、层压制造技术Layer Laminate Manufacturing(LLM)、激光化学气相沉积技术(Laser Chemical Vapor Deposition，LCVD)等

由于金属零件通常要求较高的机械性能，而且金属材料本身熔点高、对激光的吸收率低，加工困难，因此，金属材料的增材制造具有最大的难度，同时也对制造业具有最大的影响。金属材料的增材制造技术可以分成两类，一类是以送粉方式添加材料的激光熔化沉积技术(LMD)，擅长制造大型复杂主承力构件，另一类是以在粉床上铺粉的方式添加材料的激光或电子束选区熔化技术(SLM/SEBM)，适合制造小型精密复杂结构。

在金属材料激光增材制造过程中，为了避免金属材料熔融状态下发生氧化而成形件的性能，成形过程需要在低氧含量环境下进行。通常的办法是将用于成形的机械传动机构(比如机床)、光粉耦合、工作台等机构放置在一个密闭容器内工作，称为气体保护室或气氛保护室，并在气体保护内充满惰性气体以保持很低的氧含量。