[发明专利]一种多通道双循环气氛保护系统

说明书

本发明公开了一种多通道双循环气氛保护系统，属于金属增材制造领域，能够自动调节和维持密封成型腔体内压力范围，进一步降低密封成型腔体内氧含量，而且既可以节约保护气，又可提高气体置换的速度。本发明包括多通道气体置换通路，气体循环回路，气体还原通路，抽真空通路和烟尘过滤回路分别与中央控制系统通过电气连接，本发明通过预抽真空，多通道进气单通道出气来快速而经济地置换腔体中空气从而减少水氧含量；通过设计气体循环通路进一步降低氧含量；通过设计烟雾除尘回路过滤腔内烟尘和颗粒物；通过设计气体还原回路循环利用氧化剂；通过设计中央控制系统来实现自动补气、实时显示各过程物理量。

技术领域

本发明属于金属增材制造领域，尤其涉及一种多通道双循环的气氛保护系统。

背景技术

激光选区熔化(Selective Laser Melting，SLM)技术是近年来逐渐在近成形与快速制造领域快速发展起来的一门新技术。激光选区熔化采用快速成形的基本原理，即先在计算机上设计出零件的三维实体模型，然后通过专用软件对该模型进行切片分层，得到各截面的轮廓数据，将这些数据导入到快速成形设备，设备将按照这些轮廓数据，控制激光束选择性的熔化各层的金属粉末材料，逐步堆叠成三维金属零件。理论上，激光选区熔化采用精细聚焦光斑快速熔化30μm左右置粉末材料，可以直接获得几乎任意形状、具有冶金结合的功能零件；生产过程中，经过材料和工艺优化，其相对密度几乎能达到100％，尺寸精度可达到0.1μm，表面粗糙度可达到Ra 30～50μm。利用SLM工艺可以获取其他传统加工工艺难以制备的高致密度、复杂形状、高性能复合材料工件。

由于金属增材制造中金属材料的高温易氧化性、微细粉末的易燃易爆性，在激光选区熔化打印金属粉末材料中需要进行惰性气体保护，现阶段大多数的设备均采用氩气气氛保护，存在许多不足和需要改进之处，现有的气氛保护系统多采用一进一出式气体通道，初始阶段气体置换效率低，时间长，耗气量大；通过一直输送氩气保护气体的方式让成型腔体中的氧含量最低保持在几十PPM(保护气体标准)，无法进一步降低；打印过程中需要一直进行气体补充置换，增加了打印成本；此外，在打印过程中会出现汽化或飞溅的粉末烟尘，如果不加以过滤净化，会有着火爆炸的风险。

发明内容

本发明提供了一种多通道双循环气氛保护系统，能够自动调节和维持密封成型腔体内压力范围，进一步降低密封成型腔体内氧含量，而且既可以节约保护气，又可提高气体置换的速度。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种多通道双循环气氛保护系统，包括：多通道气体置换通路、气体循环回路、气体还原通路、抽真空通路、烟尘过滤回路、密封成型腔体4、中央控制系统27，多通道气体置换通路、气体循环回路、气体还原通路、抽真空通路、烟尘过滤回路分别与中央控制系统27通过电气连接，密封成型腔体4顶部安装有氧含量分析仪5、水含量分析仪6、压力传感器7、温度传感器8、灰尘传感器9、过压保护阀10，氧含量分析仪5、水含量分析仪6、压力传感器7、温度传感器 8、灰尘传感器9分别与中央控制系统27相连。

以上所述系统中，中央控制系统27还连接着电磁阀A3、电磁阀B11、水平三通电磁阀15、电磁阀C17、电磁阀D20、电磁阀E22、电磁阀F24；

所述的气体置换通路包括：保护气气瓶1连接减压阀A2一端、减压阀A2 另一端连接电磁阀A3一端，电磁阀A3另一端连接气体管道A29一端，气体管道A29另一端连接进气管道A30、进气管道B31、进气管道C32一端，进气管道A30、进气管道B31、进气管道C32另一端分别与密封成型腔体4侧面下部连接，出气管道34一端连接水平三通电磁阀15，另一端连接烟尘过滤器B14，烟尘过滤器B14安装在密封成型腔体4侧面上部，烟尘过滤器B14的安装位置与进气管道的安装位置分别位于密封成型腔体4两侧；