流量控制閥7，使流量控制閥7的開(kāi)度增大，以增大氣體輸送管道6的氣體流量；當(dāng)P > PJt，通過(guò)控制器2控制流量控制閥7，使流量控制閥7的開(kāi)度減小，以減小大氣體輸送管道6的氣體流量。
[0064]本實(shí)施例中，步驟三中進(jìn)行抽真空時(shí)，過(guò)程如下:
[0065]步驟301、預(yù)抽:打開(kāi)第一連接管4-1上所裝的管道控制閥，并啟動(dòng)機(jī)械泵3-1，對(duì)成形腔室I進(jìn)行抽真空，直至成形腔室I內(nèi)的氣體壓強(qiáng)下降至5Pa以下；
[0066]步驟302、抽至高真空狀態(tài):關(guān)閉第一連接管4-1上所裝的管道控制閥，啟動(dòng)分子泵3-2和機(jī)械泵3-1，對(duì)成形腔室I進(jìn)行抽真空，直至成形腔室I內(nèi)的氣體壓強(qiáng)下降至5.0XKT2Pa 以下。
[0067]由上述內(nèi)容可知，本發(fā)明所采用的電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控系統(tǒng)中，所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元、控制器2和流量控制閥7組成一個(gè)對(duì)成形腔室I內(nèi)的氣體壓強(qiáng)進(jìn)行調(diào)控的閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)該閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)充入成形腔室I的氣氛控制用氣體的充入量進(jìn)行準(zhǔn)確控制，并將成形腔室I內(nèi)的氣體壓強(qiáng)維持在Po。實(shí)際使用過(guò)程中，先通過(guò)所述抽真空設(shè)備將成形腔室I內(nèi)的氣體壓強(qiáng)抽至5.0 X 1-2Pa以下，再通過(guò)所述氣體輸送管道6充入氣氛控制用氣體，所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元對(duì)成形腔室I內(nèi)的氣體壓強(qiáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將所檢測(cè)的氣體壓強(qiáng)值同步傳送至控制器2，控制器2根據(jù)所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元所檢測(cè)并傳送的氣體壓強(qiáng)值、并結(jié)合所設(shè)定的氣壓控制參數(shù)且通過(guò)控制流量控制閥7的開(kāi)度大小，對(duì)氣體輸送管道6的氣體流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)氣氛控制用氣體進(jìn)氣量的精確控制，保證成形腔室I內(nèi)氣體壓強(qiáng)的持續(xù)、穩(wěn)定與精確控制。
[0068]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:包括向電子束選區(qū)熔化成形設(shè)備的成形腔室(I)內(nèi)充入氣氛控制用氣體的氣體充入設(shè)備和對(duì)成形腔室(I)進(jìn)行抽真空的抽真空設(shè)備，以及對(duì)成形腔室(I)內(nèi)的氣體壓強(qiáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元，所述抽真空設(shè)備通過(guò)抽真空管道與成形腔室(I)內(nèi)部相通，所述氣氛控制用氣體為氫氣、氮?dú)饣蚨栊詺怏w；所述氣體充入設(shè)備包括內(nèi)部裝有氣氛控制用氣體的儲(chǔ)氣罐(5)和連接于儲(chǔ)氣罐(5)與成形腔室(I)之間的氣體輸送管道(6)，以及安裝在氣體輸送管道(6)上的流量控制閥(7);所述成形腔室(I)的外側(cè)壁上開(kāi)有分別供所述抽真空管道和氣體輸送管道(6)安裝的安裝孔；所述流量控制閥(7)為電磁閥且其由控制器(2)進(jìn)行控制，所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元和流量控制閥(7)均與控制器(2)電連接，所述控制器(2)與參數(shù)輸入單元(9)電連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:所述氣氛控制用氣體為氦氣。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:還包括對(duì)所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元所檢測(cè)信息進(jìn)行同步顯示的顯示單元(8)，所述顯示單元(8)與控制器⑵電連接；所述流量控制閥(7)為電磁比例閥，所述控制器(2)為PID控制器。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元為真空計(jì)(10)，所述真空計(jì)(10)與控制器(2)電連接。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:所述抽真空設(shè)備包括機(jī)械泵(3-1)和分子泵(3-2)，所述抽真空管道包括連接于機(jī)械泵(3-1)的進(jìn)氣口與成形腔室(I)之間的第一連接管(4-1)和連接于分子泵(3-2)的進(jìn)氣口與成形腔室(I)之間的第二連接管(4-2)，以及連接于分子泵(3-2)的出氣口與機(jī)械泵(3-1)的進(jìn)氣口之間的第三連接管(4-3)，所述第一連接管(4-1)和第二連接管(4-2)上均裝有管道控制閥。
6.按照權(quán)利要求5所述的一種電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:還包括安裝在第三連接管(4-3)上的三通管(11)，所述第三連接管(4-3)以三通管(11)為界分為第一管段和第二管段，所述三通管(11)的第一連接接口通過(guò)所述第一管段與分子泵(3-2)的出氣口連接且其第二連接接口通過(guò)所述第二管段與機(jī)械泵(3-1)的進(jìn)氣口連接，所述三通管(11)的第三連接接口通過(guò)第二連接管(4-2)與成形腔室(I)連接。
7.按照權(quán)利要求5所述的一種電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于:所述第一連接管(4-1)和第二連接管(4-2)上所裝的管道控制閥均為電磁閥且二者均由控制器(2)進(jìn)行控制，所述機(jī)械泵(3-1)和分子泵(3-2)均由控制器(2)進(jìn)行控制。
8.一種利用如權(quán)利要求1所述調(diào)控系統(tǒng)對(duì)電子束選區(qū)熔化成形的熔化氣氛進(jìn)行調(diào)控的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 步驟一、設(shè)備安裝:通過(guò)所述抽真空管道和氣體輸送管道(6)將成形腔室(I)分別與所述抽真空設(shè)備和儲(chǔ)氣罐(5)連接，并在成形腔室(I)內(nèi)安裝所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元，且將所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元和氣體輸送管道(6)上所裝的流量控制閥(7)均與控制器(2)電連接; 步驟二、氣壓控制參數(shù)設(shè)定:通過(guò)參數(shù)輸入單元(9)輸入氣體壓強(qiáng)控制參數(shù)，并通過(guò)控制器(2)對(duì)所輸入的氣壓控制參數(shù)進(jìn)行同步存儲(chǔ)； 所輸入的氣壓控制參數(shù)，記作P。;其中P。= 2.0X 10-1Pa?6.0XlO-1Pa ； 步驟三、抽真空:采用所述抽真空設(shè)備對(duì)成形腔室(I)進(jìn)行抽真空，直至成形腔室(I)內(nèi)的氣體壓強(qiáng)下降至5.0X10_2Pa以下；抽真空過(guò)程中，通過(guò)所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元對(duì)成形腔室(I)內(nèi)的氣體壓強(qiáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)； 步驟四、氣體充入:采用所述氣體輸送管道出)向成形腔室(I)內(nèi)充入氣氛控制用氣體，直至成形腔室(I)內(nèi)的氣體壓強(qiáng)上升至Ptl; 步驟五、電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控:步驟四中待成形腔室(I)內(nèi)的氣體壓強(qiáng)上升至P。后，啟動(dòng)所述電子束選區(qū)熔化成形設(shè)備進(jìn)行電子束選區(qū)熔化成形處理；并且，電子束選區(qū)熔化成形處理過(guò)程中，通過(guò)所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元對(duì)成形腔室(I)內(nèi)的氣體壓強(qiáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)并將所檢測(cè)的氣體壓強(qiáng)值同步傳送至控制器(2)，控制器(2)根據(jù)所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元所檢測(cè)的氣體壓強(qiáng)值對(duì)流量控制閥(7)進(jìn)行控制，使成形腔室(I)內(nèi)的氣體壓強(qiáng)維持在PtlO
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:步驟五中控制器(2)根據(jù)所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元所檢測(cè)信息對(duì)流量控制閥(7)進(jìn)行控制時(shí)，先調(diào)用差值比較模塊，將此時(shí)所述氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元所檢測(cè)的氣體壓強(qiáng)值P與步驟二中所設(shè)定的氣壓控制參數(shù)進(jìn)行比較:當(dāng)P=Ptl時(shí)，流量控制閥⑵的開(kāi)度保持不變< P ο時(shí)，通過(guò)控制器⑵控制流量控制閥⑵，使流量控制閥(7)的開(kāi)度增大，以增大氣體輸送管道(6)的氣體流量；當(dāng)P > Ptl時(shí)，通過(guò)控制器(2)控制流量控制閥(7)，使流量控制閥(7)的開(kāi)度減小，以減小大氣體輸送管道(6)的氣體流量。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于:步驟一中所述抽真空設(shè)備包括機(jī)械泵(3-1)和分子泵(3-2)，所述抽真空管道包括連接于機(jī)械泵(3-1)的進(jìn)氣口與成形腔室(I)之間的第一連接管(4-1)、連接于分子泵(3-2)的進(jìn)氣口與成形腔室(I)之間的第二連接管(4-2)和連接于分子泵(3-2)的出氣口與機(jī)械泵(3-1)的進(jìn)氣口之間的第三連接管(4-3)，所述第一連接管(4-1)和第二連接管(4-2)上均裝有管道控制閥； 步驟三中進(jìn)行抽真空時(shí)，過(guò)程如下: 步驟301、預(yù)抽:打開(kāi)第一連接管(4-1)上所裝的管道控制閥，并啟動(dòng)機(jī)械泵(3-1)，對(duì)成形腔室(I)進(jìn)行抽真空，直至成形腔室(I)內(nèi)的氣體壓強(qiáng)下降至5Pa以下； 步驟302、抽至高真空狀態(tài):關(guān)閉第一連接管(4-1)上所裝的管道控制閥，啟動(dòng)分子泵(3-2)和機(jī)械泵(3-1)，對(duì)成形腔室(I)進(jìn)行抽真空，直至成形腔室I內(nèi)的氣體壓強(qiáng)下降至.5.0XKT2Pa 以下。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控系統(tǒng)，該調(diào)控系統(tǒng)包括向成形腔室內(nèi)充入氣氛控制用氣體的氣體充入設(shè)備、對(duì)成形腔室進(jìn)行抽真空的抽真空設(shè)備和對(duì)成形腔室內(nèi)的氣體壓強(qiáng)進(jìn)行檢測(cè)的氣體壓強(qiáng)檢測(cè)單元，氣體充入設(shè)備包括儲(chǔ)氣罐、氣體輸送管道和流量控制閥，該調(diào)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且使用操作方便、使用效果好，能對(duì)電子束選區(qū)熔化成形腔室內(nèi)的氣氛進(jìn)行有效控制。同時(shí)，本發(fā)明還公開(kāi)了一種電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控方法，包括步驟：一、設(shè)備安裝；二、氣壓控制參數(shù)設(shè)定；三、抽真空；四、氣體充入；五、電子束選區(qū)熔化氣氛調(diào)控；該調(diào)控方法步驟簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且實(shí)現(xiàn)方便、使用效果好，能對(duì)成形腔室內(nèi)氣體充入量進(jìn)行準(zhǔn)確控制。
【IPC分類】G05D7-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104765385
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510141491
【發(fā)明人】賈文鵬, 周勃延, 陳斌科, 趙培, 全俊濤, 朱紀(jì)磊, 向長(zhǎng)淑
【申請(qǐng)人】西安賽隆金屬材料有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月29日