本發(fā)明屬于增材制造，尤其涉及一種增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)和密封方法。

背景技術(shù)：

1、增材制造行業(yè)目前比較主流的建造空間由兩部分組成，一是成型艙，二是容納材料粉末的缸體，兩者結(jié)合形成打印的密封空間，保證建造過(guò)程中的惰性氣體氛圍。目前的小型設(shè)備，其缸體與工作腔室由于固接的，因此一般采用靜密封，但是隨著市場(chǎng)逐步提升了對(duì)大尺寸設(shè)備的需求，缸體的尺寸越來(lái)越大，重量也大幅提高，為了實(shí)現(xiàn)打印完成后清理粉末的便利性和安全性，缸體需要具有可移動(dòng)性，這就衍生了成型艙室與缸體的可分離式結(jié)構(gòu)密封。

2、現(xiàn)有的可分離式結(jié)構(gòu)密封的密封原理如圖1(a)所示，通過(guò)在缸體2下方安裝頂升機(jī)構(gòu)頂升缸體2，將缸體2抵接在成型艙室1底部實(shí)現(xiàn)密封；而需要對(duì)缸體2進(jìn)行清粉作業(yè)時(shí)，依次如圖(b)到圖(d)所示，頂升機(jī)構(gòu)降下缸體2，并向右移動(dòng)到成型艙室1右側(cè)的清粉艙室下方后，頂升機(jī)構(gòu)再次頂升缸體2使其與清粉艙室底部抵接實(shí)現(xiàn)密封，從而進(jìn)行清粉作業(yè)。所述采用頂升缸體的密封方式，為了達(dá)到密封的效果，需要在成型艙的底部對(duì)缸體進(jìn)行頂升至與缸體的底部抵接，且為了提高密封效果需要提高頂升的作用力，所述密封方式存在以下問(wèn)題：

3、隨著缸體的尺寸越來(lái)越大，缸體重量(包括自身重量+粉末總重+成型的工件質(zhì)量)也隨之越來(lái)越大，不僅缸體在頂升過(guò)程中所需的承載傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變得更為復(fù)雜；而且更重要的是缸體在頂升過(guò)程中，除了具有沿z軸方向豎直上下運(yùn)動(dòng)軌跡，并且由于動(dòng)態(tài)承載或頂升時(shí)剛性缺失等原因，導(dǎo)致缸體在打印過(guò)程會(huì)在水平x、y方向發(fā)生竄動(dòng)，進(jìn)而嚴(yán)重影響分層打印過(guò)程中零件在x、y方向的精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)和密封方法，能夠減小密封所需的對(duì)缸體的頂升作用了，進(jìn)而能夠減小頂升過(guò)程中缸體的竄動(dòng)，提高打印的質(zhì)量，且保證了密封的效果。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

3、一方面，本發(fā)明提供了一種增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)，包括成型艙、缸體和密封組件，所述缸體固定，所述成型艙可移動(dòng)，所述成型艙和所述缸體連接形成建造空間，所述成型艙和缸體連接的位置由所述密封組件進(jìn)行密封；

4、所述密封組件安裝在所述缸體的底部，包括密封圈和氣動(dòng)控制模塊，所述密封圈內(nèi)部形成有密封腔體，所述密封腔體通過(guò)氣管和所述氣動(dòng)控制模塊連接，所述氣動(dòng)控制模塊向所述密封腔體內(nèi)充氣或者抽氣以控制所述密封圈膨脹和收縮，當(dāng)所述密封圈膨脹時(shí)，所述成型艙缸體密封連接，當(dāng)所述密封圈收縮時(shí)，所述成型艙和缸體脫離。

5、進(jìn)一步的，所述缸體的底部開(kāi)設(shè)有環(huán)形的凹槽，所述密封圈安裝在所述環(huán)形凹槽內(nèi)。

6、進(jìn)一步的，所述密封圈的底部為密封唇，所述密封圈的頂部固定安裝在所述凹槽內(nèi)，所述密封圈的膨脹和收縮由所述密封唇的膨脹和收縮實(shí)現(xiàn)，當(dāng)所述密封唇向外膨脹時(shí)，與所述成型艙的頂部相抵接，當(dāng)所述密封圈收縮時(shí)，所述成型艙和所述缸體脫離。

7、進(jìn)一步的，所述氣動(dòng)控制模塊包括真空發(fā)生器組件和進(jìn)氣保壓組件，所述真空發(fā)生器組件用于控制所述氣動(dòng)控制模塊向所述密封腔體內(nèi)充氣，所述進(jìn)氣保壓組件用于控制所述氣動(dòng)控制模塊向所述密封腔體內(nèi)抽真空。

8、進(jìn)一步的，所述氣動(dòng)控制模塊包括壓力檢測(cè)組件，所述成型艙的頂部與所述密封圈相接觸的位置安裝有壓力傳感器，用于檢測(cè)所述密封圈內(nèi)部壓力數(shù)值，所述壓力傳感器與所述壓力檢測(cè)組件電連接。

9、進(jìn)一步的，所述密封圈的底部安裝有所述壓力傳感器，當(dāng)所述密封圈膨脹時(shí)，所述壓力傳感器與所述成型艙的頂部抵接產(chǎn)生壓力信號(hào)，所述壓力檢測(cè)裝置與所述壓力檢測(cè)組件電連接。

10、進(jìn)一步的，所述壓力傳感器為薄膜壓力傳感器。

11、進(jìn)一步的，所述密封圈為硅膠或橡膠密封圈。

12、另一方面，一種增材制造的成型艙充氣密封方法，基于所述的密封結(jié)構(gòu)，包括步驟：

13、移動(dòng)所述成型艙至與所述缸體相對(duì)的位置；

14、控制所述氣動(dòng)控制組件的進(jìn)氣保壓組件向所述密封腔體內(nèi)充氣，所述密封圈膨脹使所述成型艙和缸體連接的位置密封，所述建造空間成為密封建造空間；

15、增材制造設(shè)備在所述密封建造空間內(nèi)進(jìn)行建造打印或清粉，建造打印或清粉完成后，控制氣動(dòng)控制組件的所述真空發(fā)生器組件從所述密封腔體內(nèi)抽氣使所述密封腔體內(nèi)形成真空，所述密封圈收縮，所述成型艙和缸體脫離；

16、所述成型艙可以從所述缸體底部移走。

17、進(jìn)一步的，還包括步驟：

18、當(dāng)向所述密封圈內(nèi)充氣或排氣時(shí)，所述密封圈膨脹或收縮，壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)到壓力信號(hào)，并將壓力信號(hào)反饋給氣動(dòng)控制模塊，氣動(dòng)控制模塊根據(jù)所述壓力信號(hào)控制所述進(jìn)氣保壓組件和真空發(fā)生器組件動(dòng)作

19、本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

20、(1)本發(fā)明采用氣動(dòng)密封的方式，無(wú)需頂升缸體或者能夠減小由于密封需要對(duì)頂升缸體頂升力的需求，進(jìn)而能夠減小或者消除頂升過(guò)程中缸體的竄動(dòng)、剛性缺失的問(wèn)題，提高密封性和打印的質(zhì)量；

21、(2)本發(fā)明中將密封組件安裝在工作缸上，相比將密封組件安裝在成型艙上，在成型艙移動(dòng)的過(guò)程中避免了密封管路以及氣動(dòng)控制模塊需要跟隨成型艙移動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，操作更加方便。

22、(3)本發(fā)明中還設(shè)置了壓力傳感器，所述壓力傳感器能夠?qū)γ芊馊?nèi)的壓力情況進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而能夠?qū)γ芊庑ЧM(jìn)行監(jiān)測(cè)和反饋，同時(shí)氣動(dòng)控制能夠根據(jù)壓力檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)，整個(gè)過(guò)程能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，提高了密封的可靠性和密封的效率，降低了密封的成本。

技術(shù)特征：

1.一種增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)，包括成型艙、缸體和密封組件，所述缸體固定，所述成型艙可移動(dòng)，所述成型艙和所述缸體連接形成建造空間，所述成型艙和工作缸連接的位置由所述密封組件進(jìn)行密封，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述缸體的底部開(kāi)設(shè)有環(huán)形的凹槽，所述密封圈安裝在所述環(huán)形凹槽內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述密封圈的底部為密封唇，所述密封圈的頂部固定安裝在所述凹槽內(nèi)，所述密封圈的膨脹和收縮由所述密封唇的膨脹和收縮實(shí)現(xiàn)，當(dāng)所述密封唇向外膨脹時(shí)，與所述成型艙的頂部相抵接，當(dāng)所述密封圈收縮時(shí)，所述成型艙和所述缸體脫離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣動(dòng)控制模塊包括真空發(fā)生器組件和進(jìn)氣保壓組件，所述真空發(fā)生器組件用于控制所述氣動(dòng)控制模塊向所述密封腔體內(nèi)充氣，所述進(jìn)氣保壓組件用于控制所述氣動(dòng)控制模塊向所述密封腔體內(nèi)抽真空。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氣動(dòng)控制模塊包括壓力檢測(cè)組件，所述成型艙的頂部與所述密封圈相接觸的位置安裝有壓力傳感器，用于檢測(cè)所述密封圈內(nèi)部壓力數(shù)值，所述壓力傳感器與所述壓力檢測(cè)組件電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述密封圈的底部安裝有所述壓力傳感器，當(dāng)所述密封圈膨脹時(shí)，所述壓力傳感器與所述成型艙的頂部抵接產(chǎn)生壓力信號(hào)，所述壓力檢測(cè)裝置與所述壓力檢測(cè)組件電連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓力傳感器為薄膜壓力傳感器。

8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述密封圈為硅膠或橡膠密封圈。

9.一種增材制造的成型艙充氣密封方法，基于權(quán)利要求1~8中任意一項(xiàng)所述的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的增材制造的成型艙充氣密封方法，其特征在于，還包括步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種增材制造的成型艙充氣密封結(jié)構(gòu)和密封方法。所述密封結(jié)構(gòu)包括包括成型艙、工作缸和密封組件，所述工作缸固定，所述成型艙可移動(dòng)，所述成型艙和工作缸連接的位置由所述密封組件進(jìn)行密封，所述建造空間為密封建造空間；所述密封組件安裝在所述工作缸的底部，包括密封圈和氣動(dòng)控制模塊，所述密封圈內(nèi)部形成有密封腔體，所述密封腔體通過(guò)氣管和所述氣動(dòng)控制模塊連接，所述氣動(dòng)控制模塊向所述密封腔體內(nèi)充氣或者抽氣以控制所述密封圈膨脹和收縮。采用本發(fā)明的所述密封結(jié)構(gòu)無(wú)需頂升缸體，或者能夠減小由于密封需要對(duì)頂升缸體頂升力的需求，進(jìn)而能夠減小或者消除頂升過(guò)程中缸體的竄動(dòng)、剛性缺失的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：東芳,謝恒暢,張國(guó)慶,魏凡淇,賈永臻,肖攀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南珞佳增材制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2