一种增材制造设备风场校验系统及方法

文档序号:680659 发布日期:2021-04-30 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 一种增材制造设备风场校验系统及方法 (Additive manufacturing equipment wind field calibration system and method ) 是由 吴冬冬 钱远宏 刘莹莹 焦世坤 宋国华 许旭鹏 陈荣 刘程程 于 2020-12-08 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种增材制造设备风场校验系统及方法,包括出风口、成形幅面、风速采集器、同批风速采集点位、进风口、信号线、速度信号处理器和风速数据分析器。其中所述出风口为所述增材制造设备惰性气体的出风口,所述进风口为所述增材制造设备惰性气体的进风口,所述成形幅面为所述增材制造设备的风速待测区域;所述风速采集器为风速信息采集器,用于采集所述成形幅面的风速采集点位处的风速。本发明的系统可以准确高效地对增材制造设备风场风速大小及均匀性作出判断,指导设备调试及验收,保障成形过程的稳定性,提高成形产品的质量。(The invention relates to a wind field calibration system and method of additive manufacturing equipment. The air outlet is an inert gas outlet of the additive manufacturing equipment, the air inlet is an inert gas inlet of the additive manufacturing equipment, and the forming breadth is an area to be measured by the air speed of the additive manufacturing equipment; the wind speed collector is a wind speed information collector and is used for collecting the wind speed at the wind speed collection point position of the forming breadth. The system can accurately and efficiently judge the wind speed and the uniformity of the wind field of the additive manufacturing equipment, guide the debugging and acceptance of the equipment, ensure the stability of the forming process and improve the quality of formed products.)

一种增材制造设备风场校验系统及方法

技术领域

本发明涉及一种用于增材制造设备风场校验系统及方法,属于风场校验领域。

背景技术

激光增材制造技术采用离散化手段逐点或逐层“堆积”成形原理,实现零件无模化快速制造,彻底改变了传统零件,特别是高性能难加工材料、大尺寸薄壁复杂构型、镂空点阵及拓扑仿生结构的加工模式。

现有的增材制造技术一方面对增材制造工艺设计要求较高,另一方面其对设备的稳定要求较高。增材制造设备风场均匀性和稳定性对成形过程中的熔池保护、熔池飞溅和飞溅物吹散吹离成形幅面影响较大,且对成形产品内部质量、成形性能及质量均匀性均有较大的影响,尤其针对激光选区熔化成形和激光选区烧结成形过程,而且在风场均匀性和稳定性较差时,易造成熔池飞溅,无法有效吹走的飞溅物落至成形产品表面,因此,在成形下一层时,由于激光功率较小,较大颗粒飞溅物无法有效熔化,从而在成形过程中易形成孔洞、未熔合等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于增材制造设备风场校验系统及方法。

一种增材制造设备风场校验系统,包括出风口、成形幅面、风速采集器、同批风速采集点位、进风口、信号线、速度信号处理器和风速数据分析器;其中所述出风口为所述增材制造设备惰性气体的出风口,所述进风口为所述增材制造设备惰性气体的进风口,所述成形幅面为所述增材制造设备的风速待测区域;所述风速采集器为风速信息采集器,用于采集成形幅面的风速采集点位处的风速。

进一步地,所述增材制造设备为激光选区熔化成形设备或激光选区烧结成形设备。

进一步地,所述惰性气体为氦气、氩气或氖气中的一种或多种。

进一步地,所述成形幅面的尺寸设置为250mm×250mm。

进一步地,同批风速采集点位的位间距为50mm,而批次间风速采集点位的线间距为50mm。

进一步地,其中单批次风速采集时间不小于4-6h。

进一步地,所述风速采集器的最大轮廓尺寸长、宽、高应不大于5mm×5mm×5mm。

进一步地,所述风速采集器为风速信息采集器,根据要测量的点位的位置处的风速,在所述成形幅面上设置有多个风速采集器,每一风速采集器均对应一个风速采集点位。

进一步地,所述风速采集器采用圆柱形,且最大轮廓尺寸为Φ3mm×5mm。

进一步地,本发明还提供一种增材制造设备风场校验系统的校验方法,包括以下步骤:首先,打开惰性气体循环容器,惰性气体通过所述出风口进入容纳增材制造设备的成形室内,惰性气体形成的风吹过所述成形幅面和所述风速采集器经所述进风口流出成形室;

其次,所述风速采集器采集风吹过时的速度信息,所述信号线将所述风速采集器采集的风速信息传输给所述速度信号处理器,所述速度信号处理器对速度信号处理得到处理数据,再将处理数据传输给所述风速数据分析器;

最终,所述风速数据分析器对不同采集点位的风速大小进行分析,通过计算得出不同风速采集点位的风速偏差,采用该偏差来表征所述成形幅面的风场均匀性。

本发明的有益效果

本发明的用于增材制造设备风场校验系统可以准确高效地对增材制造设备风场风速大小及均匀性作出判断,改变以往根据增材制造实际打印过程中的飞溅物的飞溅状态、靠经验进行增材制造设备风场校验的方式,通过本发明的增材制造设备风场校验系统风场,可得出每个风速采集点位的风速,通过数据分析,可得出成形平面整体风场的均匀性等参数,可采用数字化方法精确实现增材制造设备风场满足性表征,进一步指导设备调试及验收,保障成形过程的稳定性,提高成形产品的质量。

另外,通过对增材制造设备的风场风速大小及均匀性的准确监测,结合空气动力学分析方法,进一步优化增材制造设备风道系统结构设计,提高增材制造设备风场的均匀性。

附图说明

图1为增材制造设备风场校验系统示意图;

图2风速采集点位布置示意图。

图中:1.出风口、2.成形幅面、3.风速采集器、4.同批风速采集器、5.进风口、6.信号线、7.速度信号处理器、8.风速数据分析器。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案,本发明内容包括但不限于下文中的具体实施方式,相似的技术和方法都应该视为本发明保护的范畴之内。为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

应当明确,本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。

由图1所示,本发明的实施例提供了一种增材制造设备风场校验系统及方法。该增材制造设备风场校验系统包括出风口1、成形幅面2、风速采集器3,同批风速采集点位4,进风口5,信号线6、速度信号处理器7、风速数据分析器8。其中出风口1为增材制造设备惰性气体出风口,进风口5为增材制造设备惰性气体进风口,成形幅面2为增材制造设备有效的成形平面,即实际打印成形区域,也是风速待测区域;风速采集器3为风速信息采集器,用于采集所述成形幅面2的风速采集点位处的风速,在成形幅面2上设置有多个风速采集器,每一风速采集器均对应一个风速采集点位,因此,如附图2所示,对应设置多个风速采集点位,从而形成多批次风速采集点位和同批次风速采集点位4,这些风速采集器3和风速采集点位均布置在成形幅面2上。采用该增材制造设备风场校验系统进行校验的过程中,首先,打开惰性气体循环容器,惰性气体通过出风口1进入容纳增材制造设备的成形室内,惰性气体形成的风吹过成形幅面2和风速采集器3经进风口5流出成形室;风速采集器3采集风吹过时的速度信息,信号线6将风速采集器3采集的风速信息传输给速度信号处理器7,速度信号处理器7对速度信号处理得到处理数据,再将处理数据传输给风速数据分析器8,最终风速数据分析器8对不同采集点位的风速大小进行分析,通过计算得出不同风速采集点位的风速偏差,采用该偏差来表征成形幅面2的风场均匀性。该增材制造设备风场校验系统通过测定并分析成形平面2不同位置的风速大小及偏差来表征风场的特性,且本实施例可分单或多批次对整个成形幅面2范围内的风速进行测定,从而使获得的偏差值更能准确地反映或表征风场的特性。

本发明实施例中的增材制造设备为激光选区熔化成形设备或激光选区烧结成形等设备。

本发明实施例中的惰性气体为氦气、氩气或氖气中的一种或多种。

本发明实施例中,成形幅面2即待测区域的尺寸设置为250mm×250mm,同批次风速采集点位4的位间距为50mm,而批次间风速采集点位的线间距为50mm。

本发明实施例中对风速的采集分批多次进行,具体可分为5批次分别采集,同批风速采集点位4为垂直于风向的方向且位于同一直线上的风速采集点位。

本发明实施例中单批次风速采集时间不小于4-6h,具体可设置单批次风速采集时间为10h,共进行50h风速采集,完成整个成形幅面2上的风速测定。

本发明实施例中风速采集器3的最大轮廓尺寸长、宽、高应不大于5mm×5mm×5mm,具体可采用圆柱形,且最大轮廓尺寸为Φ3mm×5mm。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述申请构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求书的保护范围内。

6页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种除尘器进口烟道内气流分布状态的检测方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!