CN108407292A - 3d打印设备及其气体循环装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种3D打印设备及其气体循环装置，其中，所述气体循环装置包括：进气系统，包括设于所述成型室第一侧面且进气口朝向所述成型容器的第一进气结构以及设于所述成型室的第一侧面且位于所述第一进气结构上方的第二进气结构；出气系统，包括至少一出气结构，所述至少一出气结构设于所述成型室的第二侧面；气流回路，包括连通所述第一、第二进气结构和所述至少一出气结构的循环管路以及设置于所述循环管路中的净化系统。利用气体循环装置，可使得成型室内的成型材料和成型物体处于保护气氛中，且，第一进气结构提供的气体可直接作用于成型容器，用于对成型容器内进行成型的成型物件进行清洁，确保成型物件具有良好的成型效果。

Description

3D打印设备及其气体循环装置

技术领域

本申请涉及3D打印领域，特别是涉及一种3D打印设备及其气体循环装置。

背景技术

3D打印技术(又称：三维打印技术)是一种立体实物快速成型的累积制造技术，主要是以数学模型为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等成型材料，以逐层打印的方式来构造实物。利用3D打印技术打印产品的机器，我们可称之为3D打印设备，其原理是把数据和原料放进3D打印设备中，机器会按照程序把产品一层层制造出来。3D打印设备由于成型精度高在模具、定制商品、医疗治具、假体等领域具有广泛应用。

在现有技术中，某些3D打印技术的3D打印设备，例如选择性激光烧结(SelectiveLaser Sintering，简称SLS)、选择性激光熔化(Selective Laser Melting，简称SLM)、以及电子束熔炼(Electron Beam Melting，简称EBM)等，在运行过程中内部温度会比较高，在这里，3D打印设备内的温度主要可包括设备内部的零部件和成型室内的气氛等。长期处于高温环境下，3D打印设备在打印过程中会存在一些打印不良的现象，例如，零部件散热不佳造成性能下降。另外，以前述的SLS、SLM、EBM等3D打印技术为例，成型材料在受激后熔化，其中，部分成型材料会在高温条件下升腾或挥发，可能污染其他零部件或影响打印效果。

发明内容

鉴于以上的现有技术的缺点，本申请的目的在于公开一种3D打印设备及应用于3D打印设备的气体循环装置，藉以解决相关技术中所述及的诸多问题。

本申请的第一方面公开一种气体循环装置，应用于一包括成型室和成型容器的3D打印设备中，所述气体循环装置包括：进气系统，包括设于所述成型室第一侧面且进气口朝向所述成型容器的第一进气结构以及设于所述成型室的第一侧面且位于所述第一进气结构上方的第二进气结构；出气系统，包括至少一出气结构，所述至少一出气结构设于所述成型室的第二侧面；气流回路，包括连通所述第一、第二进气结构和所述至少一出气结构的循环管路以及设置于所述循环管路中的净化系统。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第一进气结构的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述第一进气结构包括相接的扩展部和直通部，其中，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述扩展部的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述第一进气结构的内部设有第一进气导流元件，用于形成多个进气风道。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第一进气导流元件逐步外扩。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，在所述第一进气结构的进气口处设有第一格栅板，所述第一格栅板设有第一进气格。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述第一格栅板的厚度尺寸要大于所述第一进气格的开口宽度尺寸。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，自所述第二进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第二进气结构的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述第二进气结构的内部设有第二进气导流元件，用于形成多个进气风道。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，自所述第二进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第二进气导流元件逐步外扩。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，在所述第二进气结构的进气口处设有第二格栅板，所述第二格栅板设有第二进气格。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述第二格栅板的厚度尺寸要大于所述第二进气格的开口宽度尺寸。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述至少一出气结构的出气口朝向所述成型容器。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述出气系统包括两个出气结构，所述两个出气结构中的两个出气口并行设置。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述第二侧面与第一侧面相对设置，所述至少一出气结构的出气口和所述第一进气结构的进气口分别位于所述成型容器的相对两侧。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述至少一出气结构的内部设有出气导流元件，形成多个出气风道。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述至少一出气结构内的出气口与出气通道形成夹角，所述出气导流元件具有导流转角以用于将气体由出气口引导至出气通道内。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述气体循环装置还包括与所述第二进气结构相对设置的导流结构，设于所述打印室中第二侧面与顶面的交界处。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述净化系统包括风机和滤芯。

本申请的第二方面公开一种3D打印设备，包括：成型室；成型容器，设于所述成型室内；铺粉机构，设于所述成型室内，用于在所述成型容器上形成待成型的成型材料层；能量辐射系统，用于辐射能量至所述成型材料层以形成成型物体；如前所述的气体循环装置。

在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述能量辐射系统为激光辐射系统，包括激光器、振镜和场镜，所述场镜朝向所述成型容器；所述第二进气结构的进气口朝向所述场镜至所述成型容器之间的光学路径。

在本申请的第二方面的某些实施方式中，所述能量辐射系统为电子束扫描系统，用于向所述成型容器辐射电子束；所述第二进气结构的进气口朝向所述电子束扫描系统的电子束扫描路径。

本申请第三方面公开一种气体循环装置，应用于一包括成型室和成型容器的3D打印设备中，所述气体循环装置包括：进气系统，包括设于所述成型室第一侧面的第一进气结构，所述第一进气结构的进气口朝向所述成型容器，所述第一进气结构的内部设有供形成多个进气风道的第一进气导流元件；出气系统，包括至少一出气结构，所述至少一出气结构设于所述成型室的第二侧面；气流回路，包括连通所述第一进气结构和所述至少一出气结构的循环管路以及设置于所述循环管路中的净化系统。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第一进气结构的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述第一进气结构包括相接的扩展部和直通部，其中，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述扩展部的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述第一进气结构的内部设有第一进气导流元件，形成多个进气风道。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第一进气导流元件逐步外扩。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，在所述第一进气结构的进气口处设有第一格栅板，所述第一格栅板设有第一进气格。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述第一格栅板的厚度尺寸要大于所述第一进气格的开口宽度尺寸。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述进气系统还包括第二进气结构，所述第二进气结构设于所述成型室的第一侧面且位于所述第一进气结构上方。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，自所述第二进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第二进气结构的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述第二进气结构的内部设有第二进气导流元件，用于形成多个进气风道。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，自所述第二进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第二进气导流元件逐步外扩。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，在所述第二进气结构的进气口处设有第二格栅板，所述第二格栅板设有第二进气格。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述第二格栅板的厚度尺寸要大于所述第二进气格的开口宽度尺寸。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述至少一出气结构的出气口朝向所述成型容器。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述出气系统包括两个出气结构，所述两个出气结构中的两个出气口并行设置。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述第二侧面与第一侧面相对设置，所述至少一出气结构的出气口和所述第一进气结构的进气口分别位于所述成型容器的相对两侧。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述至少一出气结构的内部设有出气导流元件，形成多个出气风道。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述至少一出气结构内的出气口与出气通道形成夹角，所述出气导流元件具有导流转角以用于将气体由出气口引导至出气通道内。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述气体循环装置还包括与所述第二进气结构的进气口相对设置的导流结构，设于所述成型室中第二侧面与顶面的交界处。

在本申请的第三方面的某些实施方式中，所述净化系统包括风机和滤芯。

本申请第四方面公开一种3D打印设备，包括：成型室；成型容器，设于所述成型室内；铺粉机构，设于所述成型室内，用于在所述成型容器上形成待成型的成型材料层；能量辐射系统，用于辐射能量至所述成型材料层以形成成型物体；如前所述的气体循环装置。

本申请公开的3D打印设备及其气体循环装置，具有如下技术效果：由气体经由循环管路和第一进气结构向成型室提供流动的保护气体，且，成型室内的保护气体经由出气结构和循环管路返回至净化系统进行净化过滤后再输入至成型室内，从而形成保护气体循环利用，使得成型室内的成型材料和成型物体处于保护气氛中。同时，第一进气结构提供的气体可直接作用于成型容器，用于对成型容器内进行成型的成型物件进行清洁，确保成型物件具有良好的成型效果。

附图说明

图1显示为本申请3D打印设备中气体循环装置在一实施例中的简略示意图。

图2显示为本申请3D打印设备中气体循环装置在另一实施例中的简略示意图。

图3显示为本申请3D打印设备在一实施例中的装配示意图。

图4显示为本申请3D打印设备在一实施例中的装配分解图。

图5显示为SLM型3D打印设备在一实施例中的示意图。

图6显示为图4中第一进气结构的剖视图。

图7显示为图4中第一进气结构内的气流走向示意图。

图8显示为第一进气结构在另一实施例中的结构示意图。

图9显示为图3中成型室的底部的剖视图。

图10显示为本申请3D打印设备在另一实施例中的装配示意图。

图11显示为本申请3D打印设备在另一实施例中的装配分解图。

图12显示为图11中第二进气结构的剖视图。

图13显示为图10中相对成型室的顶部的剖视图。

图14显示为图10中3D打印设备配置的气体循环装置在成型室内的气流走向视图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

本申请公开一种3D打印设备，所述3D打印设备包括：成型室；成型容器，设于所述成型室内；铺粉机构，设于所述成型室内，用于在所述成型容器上形成待成型的成型材料层；能量辐射系统，用于辐射能量至所述成型材料层以形成成型物体；气体循环装置，用于向成型室提供流动的保护气体以使得成型室内的成型材料和成型物体处于保护气氛中。

请参阅图1，显示为本申请3D打印设备中气体循环装置在一实施例中的简略示意图。在此，需说明的是，图1仅为简略示意图，其重点在于介绍3D打印设备所提供的气体循环装置，因此，3D打印设备的整体结构及其包含的某些零部件并未(完全)显示。如图1所示，本实施例中的气体循环装置包括：进气系统、出气系统、以及气流回路。所述进气系统至少包括第一进气结构11，第一进气结构11设于成型室31的第一侧面，第一进气结构11的进气口朝向成型室31内的成型容器311。所述出气系统包括至少一出气结构13，所述至少一出气结构13设于成型室31的第二侧面。所述气流回路包括连通第一进气结构11和至少一出气结构13的循环管路以及设置于所述循环管路中的净化系统，所述净化系统可包括风机和滤芯。利用本实施例中的气体循环装置，整体上，向成型室31提供流动的保护气体以使得成型室31内的成型材料和成型物体处于保护气氛中。另外，所述气体循环装置中的第一进气结构11的进气口朝向成型室31内的成型容器311，可确保成型容器311上方无影响成型效果的干扰源。

请参阅图2，显示为本申请3D打印设备中气体循环装置在另一实施例中的简略示意图。在此，需说明的是，图2仅为简略示意图，其重点在于介绍3D打印设备所提供的气体循环装置，因此，3D打印设备的整体结构及其包含的某些零部件并未(完全)显示。如图2所示，本实施例中的气体循环装置包括：进气系统、出气系统、以及气流回路。所述进气系统至少包括第一进气结构11和第二进气结构12，第一进气结构11设于成型室31的第一侧面，第一进气结构11的进气口朝向成型室31内的成型容器311，第二进气结构12设于成型室的第一侧面，第二进气结构12位于第一进气结构11的上方。所述出气系统包括至少一出气结构13，所述至少一出气结构13设于成型室31的第二侧面。所述气流回路包括连通第一进气结构11、第二进气结构12和至少一出气结构13的循环管路以及设置于所述循环管路中的净化系统，所述净化系统可包括风机和滤芯。利用本实施例中的气体循环装置，整体上，向成型室31提供流动的保护气体以使得成型室31内的成型材料和成型物体处于保护气氛中。另外，所述气体循环装置中的第一进气结构11的进气口朝向成型室31内的成型容器311，可确保成型容器311上方无影响成型效果的干扰源。

请参阅图3和图4，其中，图3显示为本申请3D打印设备在一实施例中的装配示意图，图4显示为本申请3D打印设备在一实施例中的装配分解图。在本申请中，可以采用例如为选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)、选择性激光熔化(SelectiveLaser Melting，简称SLM)、电子束熔炼(Electron Beam Melting，简称EBM)等技术的3D打印设备。

以选择性激光烧结SLS为例，其是利用红外激光烧结粉末。计算机将物体的三维数据转化为一层层截面的2D数据并传输给打印机，打印机控制激光在铺设好的粉末上方选择性地对粉末进行照射，激光能量被选区内的粉末吸收并转换为热能，加热到烧结温度的粉末颗粒间接触界面扩大、气孔缩小、致密化程度提高，然后冷却凝固变成致密、坚硬的烧结体，加工成当前层。后续，将新的一层粉末铺撒在已烧结的当前层之上，设备调入新一层截面的数据进行加工，与前一层截面粘结，此程逐层循环直至整个物体成型。

以选择性激光熔化SLM为例，其是将激光的能量转化为热能使金属粉末成型，在制造过程中，金属粉末加热到完全熔化后成型。计算机将物体的三维数据转化为一层层截面的2D数据并传输给打印机，打印机控制激光在铺设好的粉末上方选择性地对粉末进行照射，激光能量被粉末吸收并转换为热能，选区内的金属粉末加热到完全熔化后成型，加工成当前层。后续，将新的一层粉末铺撒在已烧结的当前层之上，设备调入新一层截面的数据进行加工，与前一层截面粘结，此程逐层循环直至整个物体成型。

以电子束熔炼EBM为例，其是使用高能电子束来熔化金属粉末。计算机将物体的三维数据转化为一层层截面的2D数据并传输给打印机，打印机在铺设好的金属粉末上方选择性地向金属粉末发射电子束，电子的动能转换为热能，选区内的金属粉末加热到完全熔化后成型，加工成当前层。后续，将新的一层金属粉末铺撒在已烧结的当前层之上，设备调入新一层截面的数据进行加工，与前一层截面粘结，此过程逐层循环直至整个物体成型。

以下以选择性激光熔化SLM为例对本申请3D打印设备进行详细说明。请参阅图5，显示为SLM型3D打印设备在一实施例中的示意图。

如图3至图5所示，本申请3D打印设备包括：成型室31、成型容器311、铺粉机构312、能量辐射系统4、以及气体循环装置。

成型室31是由一箱体结构形成的，所述箱体结构包括正面、背面、左侧面、右侧面、底面以及顶面，其中，所述箱体结构的正面为一可作开合动作的室门，所述室门可设有观察窗，用于观察成型室31。在某些实施方式中，为更便于观察，所述箱体的其他面(例如各个侧面等)也可相应地设置观察窗或整体采用透明材质(例如：玻璃、有机玻璃等)。

成型容器311设于成型室31内，在本实施例中，成型容器311设置于成型室31的底部。成型容器311可例如为一成型缸，如图4所示，成型室31的底部开设有供设置成型容器311的开口，所述开口与成型容器311的截面相匹配，例如，若成型容器311为圆形的成型缸，则所述开口为圆形开口，若成型容器311为方形的成型缸，则开口为方形开口。在某些实施方式中，成型容器311的顶部为敞口，成型容器311的底部具有一活动底板以及驱动所述活动底板升降的升降机构，所述升降机构可例如为活塞结构。

铺粉机构312设于成型室31内，用于分配成型材料以在成型容器311上形成待成型的成型材料层。在选择性激光熔化SLM型3D打印技术中，所用的成型材料可例如为金属粉末，所述金属粉末可以是单一材质的金属粉末也可以包含两种或两种以上金属粉末的混合金属粉末。利用铺粉机构312，可将作为成型材料的金属粉末转移至成型容器311。在某些实施方式中，铺粉机构312可例如一铺粉辊，所述铺粉辊受控于一传动机构而转动，从而实现铺粉。在某些实施方式中，铺粉机构312可例如一刮刀，所述刮刀可左右移动，通过所述刮刀的左右移动，可将成型材料转移至成型容器311。

在前述中，可知道，利用铺粉机构312可将成型材料转移至成型容器311，因此，在本实施例中，本申请3D打印设备还可包括用于盛放成型材料的盛料容器313。由于，所述成型材料例如为金属粉末，盛料容器313可例如为盛粉缸，如图4所示，成型室31的底部开设有供设置盛料容器313的开口，所述开口与盛料容器313的截面相匹配，例如，若盛料容器313为圆形的盛粉缸，则所述开口为圆形开口，若盛料容器313为方形的盛粉缸，则开口为方形开口。在某些实施方式中，盛料容器313的顶部为敞口，盛料容器313的底部具有一活动底板以及驱动所述活动底板升降的升降机构，所述升降机构可例如为活塞结构。在实际应用中，作为盛料容器313的盛粉缸邻设于作为成型容器311的成型缸，如此，利用铺粉辊的操作，可将所述盛粉缸中的金属粉末转移至成型缸中。

能量辐射系统4用于辐射能量至所述成型材料层以形成成型物体5。在本实施例中，以SLM型3D打印设备为例，能量辐射系统4可例如为激光辐射系统，所述激光辐射系统可包括：激光器41、振镜42、以及场镜43，其中，激光器41和振镜42之间还可包括扩束镜44，场镜43设于成型室31内，具体地，场镜43设于正对于成型容器311的正上方，用于将激光器41产生的激光光束照射于成型容器311的待打印区域上。

对于SLM型3D打印机而言，在其进行3D打印操作的过程中，由激光器41产生激光光束，所述激光光束通过扩束镜44、振镜42以及场镜43后偏转至成型容器311(例如：成型缸)的待打印区域上。具体地，计算机将物体的三维数据转化为一层层截面的2D数据并传输给打印机，打印机控制激光光束在成型容器311的待打印区域上铺设好的成型材料上方选择性地对成型材料进行照射，位于成型容器311的待打印区域上的成型材料层经激光光束(激光光束的能量转化为热能)之后，成型材料受热熔化后成型，完成当前层；利用活塞结构驱动成型容器311的活动底板下降，使得成型材料及由成型材料所承托的成型物体5下降；利用活塞结构驱动盛料容器313(例如：盛粉缸)的活动底板抬升，盛料容器313中的成型材料(例如：金属粉末)溢出；利用铺粉机构312(例如：铺粉辊)将盛料容器313中溢出的成型材料转移至成型容器311上，从而在成型容器311内成型物体5的当前层上覆盖一层成型材料层；后续，3D打印设备根据新一层截面的数据控制激光光束选择性地对新的成型材料层进行照射，新的成型材料层受热熔化后与其下的成型物件(即，前一层截面)粘结。如此，往复此过程，实现逐层循环直至整个物体成型。

本申请公开的气体循环装置用于向成型室31提供流动的保护气体以使得成型室31内的成型材料和成型物体处于保护气氛中。在本实施例中，所述气体循环装置包括进气系统、出气系统、以及气流回路。

所述进气系统包括第一进气结构11，第一进气结构11设于成型室31的第一侧面，第一进气结构11的进气口朝向成型室31内的成型容器311。

请参阅图6，显示为图4中第一进气结构11的剖视图。结合图4和图6，在本实施例中，第一进气结构11设置于成型室31的底部，第一进气结构11具有一连接口以及与所述连接口相对的进气口，所述连接口与所述气流回路中的循环管路连通，所述进气口正对于成型容器311，如此，由所述连接口接收循环管路送进来的气体并将气体传输后由所述进气口直接作用于成型容器311。

特别地，在本实施例中，自第一进气结构11的连接口(所述连接口与循环管路相连)至进气口(所述进气口与成型容器311相对)的方向上，第一进气结构11的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。第一进气结构11的结构如此设计是基于以下考量：第一进气结构11的宽度逐渐增大以适配于成型容器311在宽度上的大小。例如，成型容器311为一成型缸，那么，第一进气结构11的宽度逐渐增大直至在第一进气结构11的末端(即，前述的进气口)的宽度大于等于作为成型容器311的成型缸的直径，从而使得由第一进气结构11送进来的气体的覆盖范围能完全涵盖到整个成型容器311。第一进气结构11的高度逐渐减少，主要在于起到聚拢气流的作用，由第一进气结构11送进来的气体可作用于成型容器311，可吹掉附着于成型的当前层上或周边的成型材料或因受热而挥发的部分成型材料。其中，所述的附着于成型的当前层上或周边的成型材料，指的是：在成型过程中，在要成型的当前层边上的某些部分成型材料也会因部分受到能量辐射系统的辐射能量而部分熔化，某些部分成型材料虽未受到能量辐射系统的辐射但也可能附着在当前层上。所述的挥发的部分成型材料指的是：在成型过程中，能量辐射系统辐射能量至成型容器311中的成型材料层，所述成型材料层中的部分因受热而挥发，悬浮于成型容器311的上方。因此，第一进气结构11的高度可设计为逐渐减少，能有效起到聚拢气流的作用，加快气流在第一进气结构11内的流动，更利于对吹掉附着于成型的当前层上或周边的成型材料或因受热而挥发的部分成型材料，确保成型的当前层的清洁，以利于后续层的成型效果。

在某些实施方式中，第一进气结构11中邻近所述进气口的末端还可包括一个直通段。

在本实施例中，在第一进气结构11的内部可设置第一进气导流元件。具体地，第一进气结构11的内部设有第一进气导流元件111，通过第一进气导流元件111，可在第一进气结构11的内部形成多个进气风道。如图6所示，第一进气结构11内的第一进气导流元件111可例如为进气导流片，所述进气导流片在高度及长度上与第一进气结构11的整体结构相适配。具体地，在长度上，自第一进气结构11的连接口至进气口的方向上，进气导流片111逐步外扩。以图6为例，在第一进气结构11内设有5个进气导流片111，其中，中央的一个进气导流片111为居中设置，分列于两侧的进气导流片111则逐步外扩，进气导流片111采用如此的结构及其布局，可将第一进气结构11内的进气通道分割形成多个进气风道，并可使得各个进气风道均匀分布以使各个进气风道中的气流均衡。请参阅图7，显示为第一进气结构11内的气流走向示意图。如图7所示，在由进气导流片111形成的多个进气风道中气流相对均衡，流速均匀。

另外，在某些实施方式中，在进气导流片111的末端具有一导流直通段。在高度上，进气导流片111的高度与第一进气结构11的高度一致，即，进气导流片111的底部连接于第一进气结构11的底面，进气导流片111的顶部连接于第一进气结构11的顶面。

第一进气结构还设有第一格栅板。在本实施例中，在第一进气结构11的进气口处设有第一格栅板113，第一格栅板113设有第一进气格。具体地，第一格栅板113上均匀开设有多个进气格，特别地，第一格栅板113的厚度尺寸要大于第一进气格的开口宽度尺寸，如此，单个第一进气格本身就可形成具有一定长度的气流小风道。如图6所示，第一进气格为矩形截面的进气方格，所述进气方格的长度要大于所述进气方格的对角线长度。当然，第一进气格并不以此为限，在其他实施方式中，所述第一进气格可例如为圆形截面的进气圆孔，所述进气圆孔的长度要大于所述进气圆孔的直径。或者，所述第一进气格可例如为椭圆形截面的进气椭圆孔，所述进气椭圆孔的长度要大于所述进气椭圆孔的长轴。或者，所述第一进气格可例如为正六边形截面的进气正六边形孔，所述进气正六边形孔的长度要大于所述进气正六边形孔的对角长度。在实际应用中，第一进气结构11为独立结构，其可通过例如螺丝锁附或卡扣等方式安装于第一进气结构的进气口处。

第一进气结构11并不仅限于图6中所示的结构，其仍可作其他的变化。在某些实施方式中，如图8所示，根据3D打印设备中成型室311的结构特点，第一进气结构11’可包括：扩展部112和与扩展部112相连的直通部114，其中，扩展部112与所述气流回路中的循环管路连通，直通部114正对于成型容器311，如此，由扩展部112接收循环管路送进来的气体并将气体传至直通部114后直接作用于成型容器311。对于扩展部112而言，自第一进气结构11’的连接口(所述连接口与循环管路相连)至进气口(所述进气口与成型容器311相对)的方向上，扩展部112的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。第一进气结构11’的扩展部112的内部设有第一进气导流元件111’，通过第一进气导流元件111’，可在扩展部112的内部形成多个进气风道。在第一进气结构11’的进气口处设有第一格栅板113’，第一格栅板113’设有第一进气格。

所述出气系统包括至少一出气结构13，至少一出气结构13设于成型室31的第二侧面，至少一出气结构13的出气口朝向成型室31内的成型容器311。在这里，所述第二侧面与前述第一侧面相对设置，即，至少一出气结构13与第一进气结构11分别设于成型室31的相对两侧。

请参阅图9，显示为图3中相对成型室的底部的剖视图。结合图4和图9，在本实施例中，所述出气系统包括两个出气结构13，两个出气结构13设置于成型室31的底部，两个出气结构中的两个出气口并行设置并朝向成型室31内的成型容器311。利用出气结构13，可接收成型室31内的气体并将其顺利带出。

出气结构13具有一出气通道131，用于将接收的气体引向旁侧。这样，出气结构13中的出气口与出气通道131呈一定角度而形成夹角，如图9所示，出气结构13的出气口与成型容器311之间的连线与出气通道131呈90度设置。有鉴于此，在本实施例中，出气结构13的内部邻近出气口处设有出气导流元件132，形成多个出气风道，并可将气体由出气口引导至出气通道131内。如图9所示，出气结构13内的出气导流元件132可例如为出气导流片，出气导流片132具有一与所述出气口和出气通道形成的夹角相适配的导流转角。具体地，出气导流片132可包括导流弧段和与所述导流弧段相连的导流直通段，其中，所述导流弧段设置于出气结构13的出口处，所述导流直通段则平行于出气通道131。在某些实施方式中，由于出气结构13的出气口与成型容器311之间的连线与出气通道131呈90度设置，因此，所述导流弧段可例如为1/4圆弧段。但并不以此为限，在某些实施方式中，所述导流弧段也可例如为多曲面弧段。仍以所述导流弧段为1/4圆弧段为例，因设于出气结构13内的多个出气导流片132的位置不同，针对于各个出气导流片132的导流弧段的半径也不相同，例如，位于出气结构13的出风口内侧的出气导流片132的导流弧段的半径较小，而位于出气结构13的出风口外侧的出气导流片132的导流弧段的半径较大。

气流回路包括连通第一进气结构11和至少一出气结构13的循环管路以及设置于所述循环管路中的净化系统。在本实施例中，所述净化系统可至少包括风机和滤芯。

在本实施例的3D打印设备中，利用提供的气体循环装置，由风机驱动气体经由循环管路和第一进气结构11向成型室31提供流动的保护气体以使得成型室31内的成型材料和成型物体处于保护气氛中，且，成型室31内的保护气体经由出气结构13和循环管路返回至净化系统进行净化过滤后再输入至成型室31内，从而形成保护气体循环利用。同时，第一进气结构11提供的气体可直接作用于成型容器311，用于对成型容器311内进行成型的成型物件进行清洁，确保成型物件具有良好的成型效果。

请参阅图10和图11，其中，图10显示为本申请3D打印设备在另一实施例中的装配示意图，图11显示为本申请3D打印设备在另一实施例中的装配分解图。在本申请中，可以采用例如为选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，简称SLS)、选择性激光熔化(Selective Laser Melting，简称SLM)、电子束熔炼(Electron Beam Melting，简称EBM)等技术的3D打印设备。

以选择性激光烧结SLS为例，其是利用红外激光烧结粉末。计算机将物体的三维数据转化为一层层截面的2D数据并传输给打印机，打印机控制激光在铺设好的粉末上方选择性地对粉末进行照射，激光能量被选区内的粉末吸收并转换为热能，加热到烧结温度的粉末颗粒间接触界面扩大、气孔缩小、致密化程度提高，然后冷却凝固变成致密、坚硬的烧结体，加工成当前层。后续，将新的一层粉末铺撒在已烧结的当前层之上，设备调入新一层截面的数据进行加工，与前一层截面粘结，此程逐层循环直至整个物体成型。

以选择性激光熔化SLM为例，其是将激光的能量转化为热能使金属粉末成型，在制造过程中，金属粉末加热到完全熔化后成型。计算机将物体的三维数据转化为一层层截面的2D数据并传输给打印机，打印机控制激光在铺设好的粉末上方选择性地对粉末进行照射，激光能量被粉末吸收并转换为热能，选区内的金属粉末加热到完全熔化后成型，加工成当前层。后续，将新的一层粉末铺撒在已烧结的当前层之上，设备调入新一层截面的数据进行加工，与前一层截面粘结，此程逐层循环直至整个物体成型。

以电子束熔炼EBM为例，其是试用高能电子束来熔化金属粉末。计算机将物体的三维数据转化为一层层截面的2D数据并传输给打印机，打印机在铺设好的粉末上方选择性地向粉末发射电子束，电子的动能转换为热能，选区内的金属粉末加热到完全熔化后成型，加工成当前层。后续，将新的一层粉末铺撒在已烧结的当前层之上，设备调入新一层截面的数据进行加工，与前一层截面粘结，此过程逐层循环直至整个物体成型。

以下以选择性激光熔化SLM为例对本申请3D打印设备进行详细说明。请参阅图5，显示为SLM型3D打印设备在一实施例中的示意图。

结合图10、图11和图5，本申请3D打印设备包括：成型室31、成型容器311、铺粉机构312、能量辐射系统4、以及所述气体循环装置。

成型室31是由一箱体结构形成的，所述箱体结构包括正面、背面、左侧面、右侧面、底面以及顶面，其中，所述箱体结构的正面为一可作开合动作的室门，所述室门可设有观察窗，用于观察成型室31。在某些实施方式中，为更便于观察，所述箱体的其他面(例如各个侧面等)也可相应地设置观察窗或整体采用透明材质(例如：玻璃、有机玻璃等)。

成型容器311设于成型室31内，在本实施例中，成型容器311设置于成型室31的底部。成型容器311可例如为一成型缸，如图11所示，成型室31的底部开设有供设置成型容器311的开口，所述开口与成型容器311的截面相匹配，例如，若成型容器311为圆形的成型缸，则所述开口为圆形开口，若成型容器311为方形的成型缸，则开口为方形开口。在某些实施方式中，成型容器311的顶部为敞口，成型容器311的底部具有一活动底板以及驱动所述活动底板升降的升降机构，所述升降机构可例如为活塞结构。

铺粉机构312设于成型室31内，用于分配成型材料以在成型容器311上形成待成型的成型材料层。在选择性激光熔化SLM型3D打印技术中，所用的成型材料可例如为金属粉末，所述金属粉末可以是单一材质的金属粉末也可以包含两种或两种以上金属粉末的混合金属粉末。利用铺粉机构312，可将作为成型材料的金属粉末转移至成型容器311。在某些实施方式中，铺粉机构312可例如一铺粉辊，所述铺粉辊受控于一传动机构而转动，从而实现铺粉。在某些实施方式中，铺粉机构312可例如一刮刀，所述刮刀可左右移动，通过所述刮刀的左右移动，可将成型材料转移至成型容器311。

在前述中，可知道，利用铺粉机构312可将成型材料转移至成型容器311，因此，在本实施例中，本申请3D打印设备还可包括用于盛放成型材料的盛料容器313。由于，所述成型材料例如为金属粉末，盛料容器313可例如为盛粉缸，如图11所示，成型室31的底部开设有供设置盛料容器313的开口，所述开口与盛料容器313的截面相匹配，例如，若盛料容器313为圆形的盛粉缸，则所述开口为圆形开口，若盛料容器313为方形的盛粉缸，则开口为方形开口。在某些实施方式中，盛料容器313的顶部为敞口，盛料容器313的底部具有一活动底板以及驱动所述活动底板升降的升降机构，所述升降机构可例如为活塞结构。在实际应用中，作为盛料容器313的盛粉缸邻设于作为成型容器311的成型缸，如此，利用铺粉辊的操作，可将所述盛粉缸中的金属粉末转移至成型缸中。

能量辐射系统4用于辐射能量至所述成型材料层以形成成型物体。在本实施例中，以SLM型3D打印设备为例，能量辐射系统4可例如为激光辐射系统，所述激光辐射系统可包括：激光器41、振镜42、以及场镜43，其中，激光器41和振镜42之间还可包括扩束镜44，场镜43设于成型室31内，具体地，场镜43设于正对于成型容器311的正上方，用于将激光器41产生的激光光束照射于成型容器311的待打印区域上。

对于SLM型3D打印机而言，在其进行3D打印操作的过程中，由激光器41产生激光光束，所述激光光束通过扩束镜44、振镜42以及场镜43后偏转至成型容器311(例如：成型缸)的待打印区域上。具体地，计算机将物体的三维数据转化为一层层截面的2D数据并传输给打印机，打印机控制激光光束在成型容器311的待打印区域上铺设好的成型材料上方选择性地对成型材料进行照射，位于成型容器311的待打印区域上的成型材料层经激光光束(激光光束的能量转化为热能)之后，成型材料受热熔化后成型，完成当前层；利用活塞结构驱动成型容器311的活动底板下降，使得成型材料及由成型材料所承托的成型物体下降；利用活塞结构驱动盛料容器313(例如：盛粉缸)的活动底板抬升，盛料容器313中的成型材料(例如：金属粉末)溢出；利用铺粉机构312(例如：铺粉辊)将盛料容器313中溢出的成型材料转移至成型容器311上，从而在成型容器311内成型物体的当前层上覆盖一层成型材料层；后续，3D打印设备根据新一层截面的数据控制激光光束选择性地对新的成型材料层进行照射，新的成型材料层受热熔化后与其下的成型物件(即，前一层截面)粘结。如此，往复此过程，实现逐层循环直至整个物体成型。

本申请公开的所述气体循环装置用于向成型室31提供流动的保护气体以使得成型室31内的成型材料和成型物体处于保护气氛中。在本实施例中，所述气体循环装置包括进气系统、出气系统、以及气流回路。

所述进气系统包括第一进气结构11和第二进气结构12，其中，第一进气结构11设于成型室31的第一侧面，第一进气结构11的进气口朝向成型室31内的成型容器311，第二进气结构12设于成型室的第一侧面且位于第一进气结构11上方，第二进气结构12的进气口朝向激光辐射系统中位于成型室31内的场镜43至成型容器311之间的光学路径。

请参阅图6，显示为第一进气结构11的剖视图。结合图11和图6，在本实施例中，第一进气结构11设置于成型室31的底部，第一进气结构11具有一连接口以及与所述连接口相对的进气口，所述连接口与所述气流回路中的循环管路连通，所述进气口正对于成型容器311，如此，由所述连接口接收循环管路送进来的气体并将气体传输后由所述进气口直接作用于成型容器311。

特别地，在本实施例中，自第一进气结构11的连接口(所述连接口与循环管路相连)至进气口(所述进气口与成型容器311相对)的方向上，第一进气结构11的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。第一进气结构11的结构如此设计是基于以下考量：第一进气结构11的宽度逐渐增大以适配于成型容器311在宽度上的大小。例如，成型容器311为一成型缸，那么，第一进气结构11的宽度逐渐增大直至在第一进气结构11的末端(即，前述的进气口)的宽度大于等于作为成型容器311的成型缸的直径，从而使得由第一进气结构11送进来的气体的覆盖范围能完全涵盖到整个成型容器311。在某些实施方式中，第一进气结构11的末端可包括一个直通段。第一进气结构11的高度逐渐减少，主要在于起到聚拢气流的作用，由第一进气结构11送进来的气体可作用于成型容器311，可吹掉附着于成型的当前层上或周边的成型材料或因受热而挥发的部分成型材料。其中，所述的附着于成型的当前层上或周边的成型材料，指的是：在成型过程中，在要成型的当前层边上的某些部分成型材料也会因部分受到能量辐射系统的辐射能量而部分熔化，某些部分成型材料虽未受到能量辐射系统的辐射但也可能附着在当前层上。所述的挥发的部分成型材料指的是：在成型过程中，能量辐射系统辐射能量至成型容器311中的成型材料层，所述成型材料层中的部分因受热而挥发，悬浮于成型容器311的上方。因此，第一进气结构11的高度可设计为逐渐减少，能有效起到聚拢气流的作用，加快气流在第一进气结构11内的流动，更利于对吹掉附着于成型的当前层上或周边的成型材料或因受热而挥发的部分成型材料，确保成型的当前层的清洁，以利于后续层的成型效果。

在本实施例中，在第一进气结构11的内部可设置第一进气导流元件。具体地，第一进气结构11的内部设有第一进气导流元件111，通过第一进气导流元件111，可在第一进气结构11的内部形成多个进气风道。如图6所示，第一进气结构11内的第一进气导流元件111可例如为进气导流片，所述进气导流片在高度及长度上与第一进气结构11的整体结构相适配。具体地，在长度上，自第一进气结构11的连接口至进气口的方向上，进气导流片111逐步外扩。以图6为例，在第一进气结构11内设有5个进气导流片，其中，中央的一个进气导流片为居中设置，分列于两侧的进气导流片111则逐步外扩，进气导流片111采用如此的结构及其布局，可将第一进气结构11内的进气通道分割形成多个进气风道，并可使得各个进气风道均匀分布以使各个进气风道中的气流均衡。请参阅7，显示为第一进气结构11内的气流走向示意图。如图7所示，在由进气导流片111形成的多个进气风道中气流相对均衡，流速均匀。

另外，在某些实施方式中，在进气导流片111的末端具有一导流直通段。在高度上，进气导流片111的高度与第一进气结构11的高度一致，即，进气导流片111的底部连接于第一进气结构11的底面，进气导流片111的顶部连接于第一进气结构11的顶面。

第一进气结构在其进气口处还设有第一格栅板。在本实施例中，在第一进气结构11的进气口处设有第一格栅板113，第一格栅板113设有第一进气格。具体地，第一格栅板113上均匀开设有多个进气格，特别地，第一格栅板113的厚度尺寸要大于第一进气格的开口宽度尺寸，如此，单个第一进气格本身就可形成具有一定长度的气流小风道。如图6所示，第一进气格为矩形截面的进气方格，所述进气方格的长度要大于所述进气方格的对角线长度。当然，第一进气格并不以此为限，在其他实施方式中，所述第一进气格可例如为圆形截面的进气圆孔，所述进气圆孔的长度要大于所述进气圆孔的直径。或者，所述第一进气格可例如为椭圆形截面的进气椭圆孔，所述进气椭圆孔的长度要大于所述进气椭圆孔的长轴。或者，所述第一进气格可例如为正六边形截面的进气正六边形孔，所述进气正六边形孔的长度要大于所述进气正六边形孔的对角长度。在实际应用中，第一进气结构11为独立结构，其可通过例如螺丝锁附或卡扣等方式安装于第一进气结构的进气口处。

第一进气结构11并不仅限于图6中所示的结构，其仍可作其他的变化。在某些实施方式中，如图8所示，根据3D打印设备中成型室311的结构特点，第一进气结构11’可包括：扩展部112和与扩展部112相连的直通部114，其中，扩展部112与所述气流回路中的循环管路连通，直通部114正对于成型容器311，如此，由扩展部112接收循环管路送进来的气体并将气体传至直通部114后直接作用于成型容器311。对于扩展部112而言，自第一进气结构11’的连接口(所述连接口与循环管路相连)至进气口(所述进气口与成型容器311相对)的方向上，扩展部112的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。第一进气结构11’的扩展部112的内部设有第一进气导流元件111’，通过第一进气导流元件111’，可在扩展部112的内部形成多个进气风道。在第一进气结构11’的进气口处设有第一格栅板113’，第一格栅板113’设有第一进气格。

请参阅图12，显示为图11中第二进气结构12的剖视图。结合图11和图12，在本实施例中，第二进气结构12设置于成型室31的顶部，第二进气结构12的连接口与所述气流回路中的循环管路连通，第二进气结构12的进气口正对于激光辐射系统中的场镜43，如此，由第二进气结构12接收循环管路送进来的气体并将气体直接作用于场镜43。

自第二进气结构12的连接口(所述连接口与循环管路相连)至进气口(所述进气口与成场镜43相对)的方向上，第二进气结构12的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。第二进气结构12的宽度逐渐增大以可增加进气面，从而使得由第二进气结构12送进来的气体的覆盖范围能完全涵盖到整个场镜43。第二进气结构12的高度逐渐减少，主要在于起到聚拢气流的作用，由第二进气结构12送进来的气体可作用于场镜43，可将位于场镜43至成型容器311之间因受热而挥发的成型材料吹掉以避免其附着于场镜43上或将已附着于场镜43上的成型材料的部分或全部吹掉。需说明的是，在其他实施方式中，若所述能量辐射系统为电子束扫描系统，所述电子束扫描系统可向所述成型容器辐射电子束，那么，所述第二进气结构的进气口则可朝向所述电子束扫描系统的电子束扫描路径上。

在本实施例中，在第二进气结构12的内部可设置第二进气导流元件。具体地，第二进气结构12的内部设有第二进气导流元件121，通过第二进气导流元件121，可在第二进气结构12的内部形成多个进气风道。如图10所示，第二进气结构12内的第二进气导流元件121可例如为进气导流片，所述进气导流片在高度及长度上与第二进气结构12的整体结构相适配。具体地，在长度上，自第二进气结构12的连接口至进气口的方向上，进气导流片121逐步外扩。以图12为例，在第二进气结构12内设有3个进气导流片，其中，中央的一个进气导流片为居中设置，分列于两侧的进气导流片则逐步外扩，进气导流片的作用在于分割形成多个进气风道并使得各个进气风道均匀分布以使得各个进气风道中的气流均衡。另外，在某些实施方式中，在进气导流片121的末端具有一导流直通段。在高度上，进气导流片121的高度与第二进气结构12的高度一致，即，进气导流片121的底部连接于第二进气结构12的底面，进气导流片121的顶部连接于第二进气结构12的顶面。

第二进气结构在其进气口处还设有第二格栅板123，第二格栅板123设有第二进气格。具体地，第二格栅板123上均匀开设有多个进气格，特别地，第二格栅板123的厚度尺寸要大于第二进气格的开口宽度尺寸，如此，单个第二进气格本身就可形成具有一定长度的气流小风道。如图12所示，第二进气格为矩形截面的进气方格，所述进气方格的长度要大于所述进气方格的对角线长度。当然，第二进气格并不以此为限，在其他实施方式中，所述第二进气格可例如为圆形截面的进气圆孔，所述进气圆孔的长度要大于所述进气圆孔的直径。或者，所述第二进气格可例如为椭圆形截面的进气椭圆孔，所述进气椭圆孔的长度要大于所述进气椭圆孔的长轴。或者，所述第二进气格可例如为正六边形截面的进气正六边形孔，所述进气正六边形孔的长度要大于所述进气正六边形孔的对角长度。在实际应用中，第二进气结构12为独立结构，其可通过例如螺丝锁附或卡扣等方式安装于第二进气结构的进气口处。

在以上的图12中所示的第二进气结构12中，自第二进气结构12的连接口至进气口的方向上，第二进气结构12的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小，但并不以此为限，在某些实施方式中，若成型室31第二侧面的厚度较大时，第二进气结构12还可增设一段直通部(这样，增设有直通部的第二进气结构与图8中的第一进气结构11’相类似，在此不再赘述)，这样的话，第二格栅板123则可设置于增设的直通部的进气口处。

由于第二进气结构12设置于成型室31的顶部，为便于保护气体的流动，在本实施例中，还包括与第二进气结构12的进气口相对设置的导流结构。请参阅图13，显示为图10中相对成型室的顶部的剖视图。如图13所示，本实施例中的导流结构14设于成型室31中第二侧面与顶面的交界处，在本实施例中，导流结构14可例如为导流板结构，在某些实施方式中，导流结构14可由多个导流板组成的锥面结构。利用所述导流结构14，可使得由第二进气结构12送出的气体经由导流结构14向下导流至成型室31的底部。但并不以此为限，在其他实施方式中，导流结构14也可例如弧形面结构或球形面结构。

所述出气系统包括至少一出气结构13，至少一出气结构13设于成型室31的第二侧面，至少一出气结构13的出气口朝向成型室31内的成型容器311。在这里，所述第二侧面与前述第一侧面相对设置，即，至少一出气结构13与第一进气结构11分别设于成型室31的相对两侧。

请参阅图9，在本实施例中，所述出气系统包括两个出气结构13，两个出气结构13设置于成型室31的底部，两个出气结构中的两个出气口并行设置并朝向成型室31内的成型容器311。利用出气结构13，可接收成型室31内的气体并将其顺利带出。

出气结构13具有一出气通道131，用于将接收的气体引向旁侧。这样，出气结构13中的出气口与出气通道131呈一定角度而形成夹角，如图9所示，出气结构13的出气口与成型容器311之间的连线与出气通道131呈90度设置。有鉴于此，在本实施例中，出气结构13的内部邻近出气口处设有出气导流元件132，形成多个出气风道，并可将气体由出气口引导至出气通道131内。如图9所示，出气结构13内的出气导流元件132可例如为出气导流片，出气导流片132具有一与所述出气口和出气通道形成的夹角相适配的导流转角。具体地，出气导流片132可包括导流弧段和与所述导流弧段相连的导流直通段，其中，所述导流弧段设置于出气结构13的出口处，所述导流直通段则平行于出气通道131。在某些实施方式中，由于出气结构13的出气口与成型容器311之间的连线与出气通道131呈90度设置，因此，所述导流弧段可例如为1/4圆弧段。但并不以此为限，在某些实施方式中，所述导流弧段也可例如为多曲面弧段。仍以所述导流弧段为1/4圆弧段为例，因设于出气结构13内的多个出气导流片132的位置不同，针对于各个出气导流片132的导流弧段的半径也不相同，例如，位于出气结构13的出风口内侧的出气导流片132的导流弧段的半径较小，而位于出气结构13的出风口外侧的出气导流片132的导流弧段的半径较大。

气流回路包括连通第一进气结构11和至少一出气结构13的循环管路以及设置于所述循环管路中的净化系统。在本实施例中，所述净化系统可至少包括风机和滤芯。

请参阅图14，显示为图10中3D打印设备配置的气体循环装置在成型室内的气流走向视图。如图14所示，在本实施例中，第一进气结构11送入的气体作用于成型容器后导流至出气结构13并由出气结构13予以排出，第二进气结构12送入的气体作用于能量辐射系统的场镜后经由导流结构14向下导流至出气结构13并由出气结构13予以排出。

在本实施例的3D打印设备中，利用提供的气体循环装置，由风机驱动气体经由循环管路分别传输至第一进气结构11和第二进气结构，气体分别通过第一进气结构11和第二进气结构12向成型室31提供流动的保护气体以使得成型室31内的成型材料和成型物体处于保护气氛中，且，成型室31内的保护气体经由第二进气结构12和循环管路返回至净化系统进行净化过滤后再输入至成型室31内，从而形成保护气体循环利用。同时，第一进气结构11提供的气体可直接作用于成型容器311，用于对成型容器311内进行成型的成型物件进行清洁，确保成型物件具有良好的成型效果。第二进气结构12提供的气体可直接作用于场镜43，可将位于场镜43至成型容器311之间因受热而挥发的成型材料吹掉以避免其附着于场镜43上或将已附着于场镜43上的成型材料的部分或全部吹掉，确保光学光路的性能。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (42)

1.一种气体循环装置，应用于3D打印设备中，所述3D打印设备包括成型室和设置于所述成型室内部的成型容器，其特征在于，所述气体循环装置包括：

进气系统，包括设于所述成型室第一侧面且进气口朝向所述成型容器的第一进气结构以及设于所述成型室的第一侧面且位于所述第一进气结构上方的第二进气结构；

出气系统，包括至少一出气结构，所述至少一出气结构设于所述成型室的第二侧面；以及

气流回路，包括连通所述第一、第二进气结构和所述至少一出气结构的循环管路以及设置于所述循环管路中的净化系统。

2.根据权利要求1所述的气体循环装置，其特征在于，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第一进气结构的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的气体循环装置，其特征在于，所述第一进气结构包括相接的扩展部和直通部，其中，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述扩展部的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

4.根据权利要求2或3所述的气体循环装置，其特征在于，所述第一进气结构的内部设有第一进气导流元件，用于形成多个进气风道。

5.根据权利要求4所述的气体循环装置，其特征在于，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第一进气导流元件逐步外扩。

6.根据权利要求1所述的气体循环装置，其特征在于，在所述第一进气结构的进气口处设有第一格栅板，所述第一格栅板设有第一进气格。

7.根据权利要求6所述的气体循环装置，其特征在于，所述第一格栅板的厚度尺寸要大于所述第一进气格的开口宽度尺寸。

8.根据权利要求1所述的气体循环装置，其特征在于，自所述第二进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第二进气结构的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

9.根据权利要求8所述的气体循环装置，其特征在于，所述第二进气结构的内部设有第二进气导流元件，用于形成多个进气风道。

10.根据权利要求9所述的气体循环装置，其特征在于，自所述第二进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第二进气导流元件逐步外扩。

11.根据权利要求1所述的气体循环装置，其特征在于，在所述第二进气结构的进气口处设有第二格栅板，所述第二格栅板设有第二进气格。

12.根据权利要求11所述的气体循环装置，其特征在于，所述第二格栅板的厚度尺寸要大于所述第二进气格的开口宽度尺寸。

13.根据权利要求1所述的气体循环装置，其特征在于，所述至少一出气结构的出气口朝向所述成型容器。

14.根据权利要求13所述的气体循环装置，其特征在于，所述出气系统包括两个出气结构，所述两个出气结构中的两个出气口并行设置。

15.根据权利要求13所述的气体循环装置，其特征在于，所述第二侧面与第一侧面相对设置，所述至少一出气结构的出气口和所述第一进气结构的进气口分别位于所述成型容器的相对两侧。

16.根据权利要求13或14所述的气体循环装置，其特征在于，所述至少一出气结构的内部设有出气导流元件，形成多个出气风道。

17.根据权利要求16所述的气体循环装置，其特征在于，所述至少一出气结构内的出气口与出气通道形成夹角，所述出气导流元件具有导流转角以用于将气体由出气口引导至出气通道内。

18.根据权利要求1所述的气体循环装置，其特征在于，还包括与所述第二进气结构相对设置的导流结构，设于所述打印室中第二侧面与顶面的交界处。

19.根据权利要求1所述的气体循环装置，其特征在于，所述净化系统包括风机和滤芯。

20.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

成型室；

成型容器，设于所述成型室内；

铺粉机构，设于所述成型室内，用于在所述成型容器上形成待成型的成型材料层；

能量辐射系统，用于辐射能量至所述成型材料层以形成成型物体；以及

如权利要求1至19中任一项所述的气体循环装置。

21.根据权利要求20所述的3D打印设备，其特征在于，所述能量辐射系统为激光辐射系统，包括激光器、振镜和场镜，所述场镜朝向所述成型容器；所述第二进气结构的进气口朝向所述场镜至所述成型容器之间的光学路径。

22.根据权利要求20所述的3D打印设备，其特征在于，所述能量辐射系统为电子束扫描系统，用于向所述成型容器辐射电子束；所述第二进气结构的进气口朝向所述电子束扫描系统的电子束扫描路径。

23.一种气体循环装置，应用于3D打印设备中，所述3D打印设备包括成型室和设置于所述成型室内部的成型容器，其特征在于，所述气体循环装置包括：

进气系统，包括设于所述成型室第一侧面的第一进气结构，所述第一进气结构的进气口朝向所述成型容器，所述第一进气结构的内部设有供形成多个进气风道的第一进气导流元件；

出气系统，包括至少一出气结构，所述至少一出气结构设于所述成型室的第二侧面；以及

气流回路，包括连通所述第一进气结构和所述至少一出气结构的循环管路以及设置于所述循环管路中的净化系统。

24.根据权利要求23所述的气体循环装置，其特征在于，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第一进气结构的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

25.根据权利要求23所述的气体循环装置，其特征在于，所述第一进气结构包括相接的扩展部和直通部，其中，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述扩展部的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

26.根据权利要求24或25所述的气体循环装置，其特征在于，自所述第一进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第一进气导流元件逐步外扩。

27.根据权利要求23所述的气体循环装置，其特征在于，在所述第一进气结构的进气口处设有第一格栅板，所述第一格栅板设有第一进气格。

28.根据权利要求27所述的气体循环装置，其特征在于，所述第一格栅板的厚度尺寸要大于所述第一进气格的开口宽度尺寸。

29.根据权利要求23所述的气体循环装置，其特征在于，所述进气系统还包括第二进气结构，所述第二进气结构设于所述成型室的第一侧面且位于所述第一进气结构上方。

30.根据权利要求29所述的气体循环装置，其特征在于，自所述第二进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第二进气结构的宽度逐渐增大且其高度逐渐减小。

31.根据权利要求30所述的气体循环装置，其特征在于，所述第二进气结构的内部设有第二进气导流元件，用于形成多个进气风道。

32.根据权利要求31所述的气体循环装置，其特征在于，自所述第二进气结构的连接口至进气口的方向上，所述第二进气导流元件逐步外扩。

33.根据权利要求29所述的气体循环装置，其特征在于，在所述第二进气结构的进气口处设有第二格栅板，所述第二格栅板设有第二进气格。

34.根据权利要求33所述的气体循环装置，其特征在于，所述第二格栅板的厚度尺寸要大于所述第二进气格的开口宽度尺寸。

35.根据权利要求23所述的气体循环装置，其特征在于，所述至少一出气结构的出气口朝向所述成型容器。

36.根据权利要求35所述的气体循环装置，其特征在于，所述出气系统包括两个出气结构，所述两个出气结构中的两个出气口并行设置。

37.根据权利要求35所述的气体循环装置，其特征在于，所述第二侧面与第一侧面相对设置，所述至少一出气结构的出气口和所述第一进气结构的进气口分别位于所述成型容器的相对两侧。

38.根据权利要求35或36所述的气体循环装置，其特征在于，所述至少一出气结构的内部设有出气导流元件，形成多个出气风道。

39.根据权利要求38所述的气体循环装置，其特征在于，所述至少一出气结构内的出气口与出气通道形成夹角，所述出气导流元件具有导流转角以用于将气体由出气口引导至出气通道内。

40.根据权利要求23所述的气体循环装置，其特征在于，还包括与所述第二进气结构的进气口相对设置的导流结构，设于所述成型室中第二侧面与顶面的交界处。

41.根据权利要求23所述的气体循环装置，其特征在于，所述净化系统包括风机和滤芯。

42.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

成型室；

成型容器，设于所述成型室内；

铺粉机构，设于所述成型室内，用于在所述成型容器上形成待成型的成型材料层；

能量辐射系统，用于辐射能量至所述成型材料层以形成成型物体；以及

如权利要求23至41中任一项所述的气体循环装置。