本发明属于增材制造领域，涉及一种成形室内部保护气氛形成方法及装置，尤其涉及一种用于选区激光熔融设备的成形室内部保护气氛形成方法及装置。
背景技术：
1、选区激光熔融(slm，selective laser melting)设备在成形过程中，高能量密度激光直接作用在粉末床上，粉末熔化的同时会伴随汽化形成金属蒸汽，并在惰性保护气氛中迅速冷却形成金属烟尘，对于该过程往往会带来以下问题：
2、金属烟尘或是烧结过程中的飞溅物，会在成形室内随着惰性保护气氛流动，其中一部分会直接被吸风口吸入循环过滤系统，而另一部分较轻的烟尘会随着流场在成形室内部运动，当其随着流场运动到保护镜上时，会吸附在保护镜片上，经过一定时间的堆积，在激光的路径上造成遮挡，影响激光入射到粉末床上的功率导致烧结不良。
3、为保证打印质量，需要在打印过程中停机开舱擦拭镜片，设备开舱后二次洗气耗费时间长，且开舱导致成形幅面温度降低使得金属打印零件表面收缩并出现接刀痕等缺陷。
4、目前设备主流镜头保护的方式有两种，风墙式镜头保护以及保护镜直吹式镜头保护。其中，风墙式镜头保护的方式是通过整体均匀的流场带走烟尘，但该方式对设备的风量需求高，会增加过滤系统负荷，同时均匀性控制复杂，风墙出口风速难以横跨整个成形室宽度，保护效果存在一定缺陷，且风墙的干净气体进入成形室后即被污染，保护效果有限。而保护镜直吹式镜头保护的下压流场不规整，比较容易形成涡流，反而较易卷起烟尘附着镜头，同时还会消耗保护气，导致成本增加。
技术实现思路
1、为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种流场稳定性高、不会增加过滤系统负荷、能够有效避免设备工作过程中产生的金属烟尘、保护激光镜片镜面洁净以及减少惰性气体消耗的成形室内部保护气氛形成方法及装置。
2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种成形室内部保护气氛形成方法，其特征在于：所述成形室内部保护气氛是从成形室一侧向成形室相对一侧流动的上吹风保护气流以及下吹风保护气流；所述上吹风保护气流并行于成形室顶板并从保护镜的底部扫过；
3、所述下吹风保护气流并行于成形幅面并从成形幅面上表面扫过；
4、所述上吹风保护气流与下吹风保护气流在成形室内部独立流动。
5、上述上吹风保护气流的流动方向与下吹风保护气流的流动方向是相同或相反。
6、上述从保护镜的底部扫过的上吹风保护气流以及从成形幅面上表面扫过的下吹风保护气流被共同收集或各自被独立的收集。
7、上述从保护镜的底部扫过的上吹风保护气流以及从成形幅面上表面扫过的下吹风保护气流被收集后，经过滤净化后排放或被重复利用。
8、一种基于如前所述的成形室内部保护气氛形成方法的成形室内部保护气氛形成装置，其特征在于：所述成形室内部保护气氛形成装置包括上吹风保护气流形成装置，所述上吹风保护气流形成装置包括吹风口、吸风装置以及上吹风导流装置；所述吹风口与上吹风导流装置相贯通并通过上吹风导流装置向吸风装置吹出上吹风保护气流；所述上吹风保护气流并行于成形室顶板并从保护镜扫过；所述吹风口以及吸风装置相对设置在成形室侧壁上。
9、上述上吹风导流装置是设置在成形室顶板上的半延伸式吹风装置或全延伸式吹风装置；
10、优选地，所述上吹风导流装置是半延伸式吹风装置时，所述上吹风导流装置包括上吹风口延伸段；所述吹风口与上吹风口延伸段相贯通；所述吹风口通过上吹风口延伸段向吸风装置吹出上吹风保护气流；沿上吹风保护气流的流动方向，所述上吹风口延伸段伸向保护镜；优选地，沿上吹风保护气流的流动方向，所述上吹风口延伸段的出口边界与距离出口边界最近的保护镜边缘距离是d1，所述保护镜的直径是φ镜；所述d1＜φ镜；
11、优选地，所述上吹风导流装置是全延伸式吹风装置时，所述上吹风导流装置包括上吹风口延伸段；所述吹风口与上吹风口延伸段相贯通；所述吹风口通过上吹风口延伸段向吸风装置吹出上吹风保护气流；沿上吹风保护气流的流动方向，所述上吹风口延伸段伸向保护镜并覆盖保护镜；所述上吹风口延伸段上沿保护镜在上吹风口延伸段的投影位置处设置有延伸段开孔；优选地，沿上吹风保护气流的流动方向，所述上吹风口延伸段的出口边界与距离出口边界最近的保护镜边缘距离是d2，所述保护镜的直径是φ镜；所述d2＞φ镜；所述延伸段开孔的孔径是φ孔，所述φ孔≥φ镜。
12、上述上吹风导流装置与成形室顶板之间是接触或非接触的，所述上吹风导流装置与成形室顶板之间是非接触时，所述上吹风导流装置与成形室顶板之间的距离不超过10cm。
13、上述吸风装置是上置式吸风装置或下置式吸风装置；所述吸风装置是上置式吸风装置时，所述上置式吸风装置包括置于成形室顶板处的上吸风口；所述上吸风口与吹风口上吹风导流装置基本处于同一高度；所述上吹风保护气流流向上吸风口；
14、所述吸风装置是下置式吸风装置时，所述下置式吸风装置包括置于成形室内部侧壁或内部底部的下吸风口；所述上吹风保护气流通过上吹风导流装置流向下吸风口；所述下吸风口所在高度明显低于吹风口所在高度；优选地，所述下置式吸风装置还包括设置在成形室内部的风向导流装置；所述上吹风保护气流通过上吹风导流装置以及风向导流装置流向下吸风口；优选地，所述风向导流装置是风向倒流板或风向倒流斜面。
15、上述成形室内部保护气氛形成装置还包括下吹风保护气流形成装置，所述下吹风保护气流形成装置包括下吹风口以及与下吹风口的位置相对的下吸风口；所述下吹风口向下吸风口吹出并行于成形幅面并从成形幅面上表面扫过的下吹风保护气流；
16、优选地，所述下吹风保护气流的方向与上吹风保护气流的方向相同或相反。
17、上述成形室内部保护气氛形成装置还包括气流净化装置；所述气流净化装置包括过滤系统以及风机；所述吸风装置和/或下吸风口通过过滤系统以及风机与吹风口相贯通。
18、本发明的优点是：
19、本发明提供了一种成形室内部保护气氛形成方法及装置，该装置包括吹风口、吸风装置以及上吹风导流装置；吹风口与上吹风导流装置相贯通并通过上吹风导流装置吹出从保护镜扫过且并行于成形室顶板的上吹风保护气流；吸风装置吸引上吹风保护气流。本发明利用过滤后的惰性气体进行镜头保护，可以避免引入新鲜的惰性气体，有效降低气体消耗，降低使用成本。延伸的主要作用是避免过滤后的循环气体被污染，因为成形室内充斥着粉末和黑烟杂质，吹风口的气体一旦流出风口进入成形室就会被污染，因此延伸上吹风口，使上吹风干净气流到达保护镜之前，不和成形室内受污染的气体掺混，可有效提升保护效果，提升设备的可靠性。
1.一种成形室内部保护气氛形成方法，其特征在于：所述成形室内部保护气氛是从成形室一侧向成形室相对一侧流动的上吹风保护气流以及下吹风保护气流；所述上吹风保护气流并行于成形室顶板(12)并从保护镜(3)的底部扫过；
2.根据权利要求1所述的成形室内部保护气氛形成方法，其特征在于：所述上吹风保护气流的流动方向与下吹风保护气流的流动方向是相同或相反。
3.根据权利要求2所述的成形室内部保护气氛形成方法，其特征在于：所述从保护镜(3)的底部扫过的上吹风保护气流以及从成形幅面(5)上表面扫过的下吹风保护气流被共同收集或各自被独立的收集。
4.根据权利要求1或2或3所述的成形室内部保护气氛形成方法，其特征在于：所述从保护镜(3)的底部扫过的上吹风保护气流以及从成形幅面(5)上表面扫过的下吹风保护气流被收集后，经过滤净化后排放或被重复利用。
5.一种基于权利要求4所述的成形室内部保护气氛形成方法的成形室内部保护气氛形成装置，其特征在于：所述成形室内部保护气氛形成装置包括上吹风保护气流形成装置，所述上吹风保护气流形成装置包括吹风口、吸风装置以及上吹风导流装置；所述吹风口与上吹风导流装置相贯通并通过上吹风导流装置向吸风装置吹出上吹风保护气流；所述上吹风保护气流并行于成形室顶板(12)并从保护镜(3)扫过；所述吹风口以及吸风装置相对设置在成形室侧壁上。
6.根据权利要求5所述的成形室内部保护气氛形成装置，其特征在于：所述上吹风导流装置是设置在成形室顶板(12)上的半延伸式吹风装置或全延伸式吹风装置；
7.根据权利要求6所述的成形室内部保护气氛形成装置，其特征在于：所述上吹风导流装置与成形室顶板(12)之间是接触或非接触的，所述上吹风导流装置与成形室顶板(12)之间是非接触时，所述上吹风导流装置与成形室顶板(12)之间的距离不超过10cm。
8.根据权利要求7所述的成形室内部保护气氛形成装置，其特征在于：所述吸风装置是上置式吸风装置或下置式吸风装置；所述吸风装置是上置式吸风装置时，所述上置式吸风装置包括置于成形室顶板(12)处的上吸风口(9)；所述上吸风口(9)与吹风口基本处于同一高度；所述上吹风保护气流流向上吸风口(9)；
9.根据权利要求5或6或7或8所述的成形室内部保护气氛形成装置，其特征在于：所述成形室内部保护气氛形成装置还包括下吹风保护气流形成装置，所述下吹风保护气流形成装置包括下吹风口(8)以及与下吹风口(8)的位置相对的下吸风口(4)；所述下吹风口(8)向下吸风口(4)吹出并行于成形幅面(5)并从成形幅面(5)上表面扫过的下吹风保护气流(7)；
10.根据权利要求9所述的成形室内部保护气氛形成装置，其特征在于：所述成形室内部保护气氛形成装置还包括气流净化装置；所述气流净化装置包括过滤系统以及风机(6)；所述吸风装置和/或下吸风口(4)通过过滤系统以及风机(6)与吹风口相贯通。
