全文摘要
本实用新型涉及金属增材制造领域，公开了一种适用于增材制造牙科修复体的热处理炉。该热处理炉并不直接将冷却介质通入气氛保护盒，而是在气氛保护盒内设置冷却管路，通过将冷却介质通入冷却管路中对气氛保护盒内的零件进行冷却，因而冷却介质不必采用氩气等保护气体，而可以采用冷却效果更好的水或者工业制冷剂等介质，并且与冷却设备相连接形成冷却循环回路，冷却介质可以重复利用，可以降低加热炉的运行成本，还能获得可控幅度更大的冷却降温速率，有利于提高热处理效果，从而获得综合力学性能优异的牙科修复体。
主设计要求
1.适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，包括炉体(15)和位于炉体(15)内的炉膛，所述炉膛内设置有加热机构(1)，所述炉膛内设置有气氛保护盒，所述气氛保护盒连接有进气管(11)和出气管(5)，其特征在于，所述气氛保护盒内设置有密闭的冷却管路(13)，所述冷却管路(13)连接有冷却介质输入管(9)和冷却介质输出管(7)，所述冷却介质输入管(9)和冷却介质输出管(7)分别与冷却设备(8)相连接。
设计方案
1.适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，包括炉体(15)和位于炉体(15)内的炉膛，所述炉膛内设置有加热机构(1)，所述炉膛内设置有气氛保护盒，所述气氛保护盒连接有进气管(11)和出气管(5)，其特征在于，所述气氛保护盒内设置有密闭的冷却管路(13)，所述冷却管路(13)连接有冷却介质输入管(9)和冷却介质输出管(7)，所述冷却介质输入管(9)和冷却介质输出管(7)分别与冷却设备(8)相连接。
2.如权利要求1所述的适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，其特征在于：所述气氛保护盒包括基板托台(4)、设置于基板托台(4)上的盒体(16)以及设置于盒体(16)上的盒盖(12)，所述基板托台(4)、盒体(16)以及盒盖(12)形成密闭结构，所述冷却管路(13)设置于基板托台(4)内。
3.如权利要求1或2所述的适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，其特征在于：所述冷却设备(8)为水冷设备。
4.如权利要求1或2所述的适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，其特征在于：所述冷却管路(13)设置为蛇形。
5.如权利要求2所述的适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，其特征在于：所述基板托台(4)上设置有通向气氛保护盒内的进气口和出气口，所述进气管(11)与进气口相连接，所述出气管(5)与出气口相连接。
6.如权利要求2所述的适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，其特征在于：所述基板托台(4)上设置有用于固定成形基板(3)的固定结构(14)。
7.如权利要求1所述的适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，其特征在于：所述加热机构(1)沿炉膛环形设置。
8.如权利要求1所述的适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，其特征在于：所述炉体连接有用于开启炉膛的升降机构(2)。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及金属增材制造领域，尤其是一种适用于增材制造牙科修复体的热处理炉。
背景技术
随着高速扫描和精密加工技术的快速发展，口腔修复加工行业由劳动密集型产业逐渐向智能制造行业发展。而增材制造(3D打印)技术的兴起又为口腔修复加工行业提供了新的动力，并在口腔医疗领域掀起一股热潮，数字化加工替代传统手工制造成为一种趋势。
牙科修复体通常分为可摘局部义齿和固定局部义齿以及固定-可摘联合修复体三大类，支架是可摘局部义齿的重要组成部分，是基础组件，其设计需要满足不同患者的口腔状态，因此非常适合个性化定制的3D打印技术。由于支架的功能性，一般对其性能要求比较高，在保证一定强度的前提下，支架还需要具有良好的塑性和韧性，而目前采用3D打印加工的支架，只能保证不发生变形且强度较高，但是塑性和韧性存在较大的问题，尤其是在精细连接部位，极易发生断裂，因此需要对增材制造的牙科修复体进行热处理。
根据现有技术可知，常规的热处理炉子升温、降温速度较慢，且腔体造型不适用于增材制造的基板放置，易造成空间浪费和导热不均匀。
申请号为201821439295.2的专利申请公开了一种适用于金属增材制造的热处理炉，其通过在在炉内设置气氛保护盒，将零件放置于气氛保护盒内，气氛保护盒相对于炉体内空间要小得多，不但有利于更为彻底地排出盒内空气，使保护气体充满气氛保护盒，而且可以大幅节约保护气体用量；加热机构通过加热气氛保护盒进而加热盒内零件，可以使零件的受热更加均匀，防止零件因局部温度过高或过低出现变形或者热处理效果下降的问题；在热处理降温阶段，可以通过进气管通入保护气体，加速零件的冷却，提高降温可控幅度。虽然在降温阶段通过通入保护气体有助于提高降温效率，但是用于冷却的保护气体无法直接回收利用，否则会影响二次使用时形成气氛保护的效果，因此，此种冷却方式对于保护气体的消耗量仍然较大，运行成本较高；同时利用保护气体进行冷却，冷却介质的温度不便于控制，不利于零件达到最佳的冷却效果。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，其运行成本低、冷却效果更好，有利于提高热处理效果。
本实用新型公开的适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，包括炉体和位于炉体内的炉膛，所述炉膛内设置有加热机构，所述炉膛内设置有气氛保护盒，所述气氛保护盒连接有进气管和出气管，所述气氛保护盒内设置有密闭的冷却管路，所述冷却管路连接有冷却介质输入管和冷却介质输出管，所述冷却介质输入管和冷却介质输出管分别与冷却设备相连接。
优选地，所述气氛保护盒包括基板托台、设置于基板托台上的盒体以及设置于盒体上的盒盖，所述基板托台、盒体以及盒盖形成密闭结构，所述冷却管路设置于基板托台内。
优选地，所述冷却设备为水冷设备。
优选地，所述冷却管路设置为蛇形。
优选地，所述基板托台上设置有通向气氛保护盒内的进气口和出气口，所述进气管与进气口相连接，所述出气管与出气口相连接。
优选地，所述基板托台上设置有用于固定成形基板的固定结构。
优选地，所述加热机构沿炉膛环形设置。
优选地，所述炉体连接有用于开启炉膛的升降机构。
本实用新型的有益效果是：该热处理炉并不直接将冷却介质通入气氛保护盒，而是在气氛保护盒内设置冷却管路，通过将冷却介质通入冷却管路中对气氛保护盒内的零件进行冷却，因而冷却介质不必采用氩气等保护气体，而可以采用冷却效果更好的水或者工业制冷剂等介质，并且与冷却设备相连接形成冷却循环回路，冷却介质可以重复利用，可以降低加热炉的运行成本，还能获得可控幅度更大的冷却降温速率，有利于提高热处理效果，从而获得综合力学性能优异的牙科修复体。
附图说明
图1是本实用新型的示意图；
图2是基板托台的内部结构示意图；
图3是成形基板放置俯视图。
附图标记：加热机构1，升降机构2，成形基板3，基板托台4，出气管5，人机控制系统6，冷却介质输出管7，冷却设备8，冷却介质输入管9，氩气瓶10，进气管11，盒盖12，冷却管路13，固定结构14，炉体15，盒体16。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
如图1所示，本实用新型的适用于增材制造牙科修复体的热处理炉，包括炉体15和位于炉体15内的炉膛，所述炉膛内设置有加热机构1，所述炉膛内设置有气氛保护盒，所述气氛保护盒连接有进气管11和出气管5，所述气氛保护盒内设置有密闭的冷却管路13，所述冷却管路13连接有冷却介质输入管9和冷却介质输出管7，所述冷却介质输入管9和冷却介质输出管7分别与冷却设备8相连接。
该热处理炉使用时，首先将3D打印出的牙科修复体连同成形基板3一起放入气氛保护盒内并根据需要设置热处理工艺参数，然后将气氛保护盒内通入保护气体，直至盒内氧含量达到要求，为了监控盒内氧含量可以在气氛保护盒内设置氧含量监测仪。保护气体优选采用氩气等惰性气体，也可以采用氮气等与零件不发生化学反应的气体。如图1所示的实施例中，进气管11与氩气瓶10相连接，将氩气作为保护气体。当气氛保护盒内的氧含量达到要求后，即可降低保护气体流量，运行设置好的热处理工艺程序，牙科修复体经适宜的加热保温后进入降温程序。冷却设备8通过冷却介质输入管9向气氛保护盒内的冷却管路13中输入冷却介质，冷却介质与盒内进行热交换后从冷却介质输出管7再次回到冷却设备8，形成冷却循环回路。在加热、保温及冷却过程中，可持续向气氛保护盒内通入小流量的保护气体，使盒内始终处于微正压状态，防止外部空气进入。当保护盒内的温度降至室温后，开启加热炉和气氛保护盒，取出热处理完成后的牙科修复体，热处理完成。该热处理炉还可以设置人机控制系统6，采用触屏PID+PLC控制系统，加热曲线实时动态显示，热处理工艺曲线可编辑预存，数据自动保存。
冷却管路13可以设置于气氛保护盒的底部、侧壁甚至顶部，只要不影响其开闭即可，如图1所示的实施例中，所述气氛保护盒包括基板托台4、设置于基板托台4上的盒体16以及设置于盒体16上的盒盖12，所述基板托台4、盒体16以及盒盖12形成密闭结构，所述冷却管路13设置于基板托台4内。如图3所示，基板托台4主要用于放置成形基板3，可以在基板托台4上设置有用于固定成形基板3的固定结构14，进而通过固定基板实现对于零件的固定，固定结构14可以采用螺钉、卡扣、弹片压紧等方式。基板托台4的尺寸通常要略大于成形基板3，例如，所述基板托台4为350×350mm的圆角正方形，可以固定最大尺寸为250×250mm的SLM工艺成形基板3。冷却管路13位于基板托台4内，不但可靠性更好，而且冷却介质可以通过基板托台4和成形基板实现与牙科修复体零件的热交换，达到较好的冷却效果。如图2所示，为了进一步提高冷却效果，所述冷却管路13设置为蛇形。
因为冷却介质处于密闭的冷却管路13，不与零件直接接触，因此，冷却介质可以采用可以各类气体、液体，而其中以水作为冷却介质冷却效果好且成本低廉，对应地所述冷却设备8则采用水冷设备。水冷设备输出低温水从冷却介质输入管9进入气氛保护盒内的冷却管路13，冷却管路13输出的高温水则回到冷却设备8，经降温后重复利用。
不但冷却管路13可设置于基板托台4内，如图1所示的实施例中，所述基板托台4上设置有通向气氛保护盒内的进气口和出气口，所述进气管11与进气口相连接，所述出气管5与出气口相连接。也就是说，气氛保护盒的进气口和出气口均可以设置于基板托台4，如此有利于管路的布置，保证其可靠性。
热处理时，零件位于气氛保护盒内，加热机构1通常设置于气氛保护盒外，通过气氛保护盒间接对零件进行加热，可以有效降低因直接加热引起的受热不均，不过为了进一步提高零件受热的均匀性，所述加热机构1沿炉膛环形设置，气氛保护盒位于炉膛内，则加热机构1环绕气氛保护盒对其进行加热，可将热量均匀传递给成型基板上的修复体零件，实现快速均匀升温。加热机构1可采用采用的电热丝、发热片等加热元件。
为了加强冷却效果，所述炉体连接有用于开启炉膛的升降机构2。在降温阶段，通过升降机构2将炉膛打开，使外界空气进入炉膛内，气氛保护盒处于空气当中，从而提高冷却效率。升降机构2可以采用如丝杠提升结构等在高温下能够稳定运行的装置。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920040386.7
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:90(成都)
授权编号:CN209669293U
授权时间:20191122
主分类号:C21D 9/00
专利分类号:C21D9/00;B22F3/24;B33Y40/00
范畴分类:25B;
申请人:成都优材科技有限公司
第一申请人:成都优材科技有限公司
申请人地址:610000 四川省成都市高新区科园南二路1号9幢1层A座
发明人:邹善方;刘睿诚;吴利苹;张志霄;邓先科
第一发明人:邹善方
当前权利人:成都优材科技有限公司
代理人:武森涛;杨冬
代理机构:51226
代理机构编号:成都希盛知识产权代理有限公司 51226
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：增材制造论文;