[发明专利]惰性气体保护柔性仓体及利用该柔性仓体的加工方法

说明书

本发明提供一种惰性气体保护柔性仓体及利用该柔性仓体的加工方法，其中惰性气体保护柔性仓体包括基板、柔性主体以及涨口部，柔性主体安装到基板上，涨口部连接到柔性主体的顶部开口位置。本发明提供的惰性气体保护柔性仓体，通过软塑料的柔性材料以及可充气的框架实现柔性主体的搭建，构建惰性气体保护环境的主体框架，同时在柔性主体的上方水平设置涨口部，利用涨口部的扩张和收紧以及柔性主体的支撑，通过排气‑充气的循环动作，快速排出空气，进行氩气保护环境的快速建立，而且在加工的过程中还可以利用褶皱空隙实现内外压力平衡。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，具体而言涉及惰性气体保护柔性仓体以及利用其实现的加工方法。

背景技术

金属增材制造过程中，由于部分金属易于与空气中的氧气和水蒸气发生反应，造成产品特性变坏，所以需要建立一个充满惰性气体例如氩气的保护环境，以避免产品加工过程中金属材料和空气中氧气及水蒸气的接触，一般的方法是制作一个金属密封仓体，内部充满氩气。例如现有技术中第201610867575.2号中国发明专利公开的通过上下座组合形成的用于电弧熔丝增材制造的气氛保护装置；又如公开号为CN105598562B的中国发明公开的为了解决钛合金增材制造而设计的保护装置，具有长方形的板体和对应的焊接通道，但现有的保护仓体多采用刚性设计，增材制造本身会涉及到焊枪或者打印头的移动，需要独立设计的移动通道，造成结构复杂。

同时，我们看到，在金属3D打印过程中，还会有氩气随着加工材料不断的充入仓体内；这部分新充入的氩气，需要被排除出去，以避免仓内压力不断的增大。当前所采用的密封仓体，多为刚性仓体，仓壁均为金属结构，仓体密封，仓内压力过大时，通过打开仓体的气阀，排出仓内部分氩气，降低仓内压力；此种仓体制造周期长，成本高。

因仓体本身只能承受仓内的正压力而不能承受负压力，在建立加工环境过程中(也就是向仓内充满氩气并排除仓内空气的过程中)，只能以大量充入氩气稀释空气方式，将仓内空气稀释后挤压出仓体，不能通过抽取真空的方式排除仓内的空气，效率低下，并且仓体越大，这种低效越为明显；仓体一旦制造成型，就无法更改，限制了应用环境的变化。

发明内容

本发明目的在于提供一种惰性气体保护柔性仓体，采用软性的塑料作为仓壁，并且采用可重复充放气的立柱进行不同需求下仓体形态的变化。

为达成上述目的，本发明提供的惰性气体保护柔性仓体，包括基板、柔性主体以及涨口部，其中：

所述柔性主体安装到基板上，该柔性主体具有第一柔性侧壁和可充气的框架，第一柔性侧壁与框架密封连接，所述柔性主体具有充气后直立形成框架的支撑态以及未充气时呈堆叠的自由态；

所述涨口部连接到柔性主体的顶部开口位置，该涨口部具有第二柔性侧壁以及可充气的支撑条，第二柔性侧壁与支撑条密封连接，所述涨口部被设置成包括在支撑条被抽气后的褶皱态，在所述褶皱态下，所述涨口部紧缩后形成褶皱空隙，构成柔性主体内部与外部的气体排出通道。

进一步地，在所述褶皱态下，所述涨口部被设置成紧箍到伸入柔性主体的加工工具上，并形成所述的褶皱空隙。

进一步地，所述涨口部被设置成具有在所述支撑条被充气后的支撑态，在所述支撑态下允许加工工具伸入到所述柔性主体直立后所形成的空间内。

进一步地，所述可充气的框架具有多个立柱和横梁，所述立柱和横梁均为充气式构造，多个立柱平行并竖直地支撑到基板上，横梁首尾相连地依次安装到立柱的顶部，使得立柱和横梁充气后形成一直立的框架，所述第一柔性侧壁安装在框架所限定的侧部。

进一步地，所述第一柔性侧壁环绕地安装在基板的四周，所述基板与柔性主体的第一柔性侧壁之间还安装有密封卡扣，密封所述柔性主体的底部。