一種過濾器及其激光打印制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及過濾器制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種過濾器及其激光打印制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]過濾器是發(fā)動(dòng)機(jī)過濾系統(tǒng)中必不可少的附件，用于過濾發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的金屬磨肩以及高溫下氧化形成的各種固體物，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損率，延長發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。傳統(tǒng)的燃油過濾器是通過過濾棉或過濾紙進(jìn)行燃油過濾，過濾效率低，對發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也有很大影響。而且多層過濾棉或過濾紙?jiān)诮?jīng)過長時(shí)間使用后，會(huì)脫落出細(xì)長的纖維，造成油脂污染，當(dāng)污染物貼近過濾棉或過濾紙時(shí)，大部分會(huì)粘附在上面，造成濾芯使用壽命降低。而傳統(tǒng)的空氣過濾器一般會(huì)采用高原過濾或者平原過濾，采用高原過濾會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率降低，而采用普通過濾棉的平原過濾雖然可以滿足一般的過濾要求，但是對于發(fā)動(dòng)機(jī)功率也會(huì)有一定的影響。
[0003]目前市場上采用的微孔過濾器的制備方法多采用發(fā)泡劑制備，孔隙有很多不確定性，制作工藝繁瑣，不能起到逐層過濾效果，容易出現(xiàn)堵塞。有些采用機(jī)加工方法制備的過濾器的過濾層受制備條件的限制，最多只能為3層，過濾效果有待提高。
[0004]傳統(tǒng)制備方法制得的過濾器濾芯的上下金屬端蓋和過濾層之間往往存在油路連接性問題，密封不嚴(yán)，將直接導(dǎo)致過濾裝置失效；而且傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的濾芯的孔隙結(jié)構(gòu)和尺寸單一，過濾效率低下。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種過濾器及其激光打印制備方法和應(yīng)用，旨在解決傳統(tǒng)過濾器制備方法工藝繁瑣，制備條件受限，制得的過濾器結(jié)構(gòu)存在缺陷，導(dǎo)致過濾器過濾效率低，甚至失效的問題。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]—種過濾器，其中，通過金屬3D激光打印設(shè)備根據(jù)過濾器截面輪廓數(shù)據(jù)，控制激光束選擇性地熔化鋪平的各層金屬粉末，逐步堆疊而成；所述過濾器包括上金屬端蓋、過濾層和下金屬端蓋，所述過濾層為環(huán)閉結(jié)構(gòu)，由支柱支撐；過濾層上設(shè)有過濾孔；所述上金屬端蓋置于過濾層一端，下金屬端蓋置于過濾層另一端，上金屬端蓋、過濾層和下金屬端蓋共同形成過濾器腔體，上金屬端蓋、過濾層和下金屬端蓋整體一次性成型。
[0009]所述的過濾器，其中，所述過濾器的成型精度控制在100 μπι以內(nèi)。
[0010]所述的過濾器，其中，所述過濾層的過濾孔的最小孔徑為50 μπι ;所述過濾層的支柱的最小直徑為80 μ m。
[0011]所述的過濾器，其中，所述過濾層設(shè)置多層，各過濾層中的過濾孔設(shè)置為梯度孔，即內(nèi)層過濾層的過濾孔孔徑比外層過濾層的過濾孔孔徑大，過濾孔的孔徑由里到外逐漸遞減。
[0012]一種如上述任意一項(xiàng)所述的過濾器的激光打印制備方法，其中，具體包括以下步驟:
[0013]步驟AOO:對過濾器進(jìn)行參數(shù)化建模，得出過濾器的三維模型；
[0014]步驟BOO:設(shè)定過濾器分成N個(gè)截面層進(jìn)行打印，對過濾器的三維模型進(jìn)行加支撐、切片，得到過濾器截面的輪廓數(shù)據(jù)，然后導(dǎo)入激光打印設(shè)備；
[0015]步驟COO:將粉末原材料加入粉料缸，準(zhǔn)備打??；
[0016]步驟DOO:將粉末原材料第η次鋪平在打印區(qū)域內(nèi)，激光打印設(shè)備根據(jù)第η層過濾器截面輪廓數(shù)據(jù)，控制激光束選擇性地熔化打印區(qū)域內(nèi)的金屬粉末，使金屬粉末粘貼在過濾器的成型面上；
[0017]步驟EOO:判斷η與N的大小，若η < N，執(zhí)行步驟F00，若η = N，執(zhí)行步驟GOO ；
[0018]步驟R)0:執(zhí)行步驟DOO ；
[0019]步驟GOO:打印完畢，得到符合要求的具有任意結(jié)構(gòu)的過濾器，該過濾器無需組裝，一次成型；
[0020]其中，η彡 N。
[0021]所述的過濾器的激光打印制備方法，其中，所屬粉末原材料在加入粉料缸前需要經(jīng)過過濾和烘干處理:將粉末原材料經(jīng)過振動(dòng)篩進(jìn)行過濾，以濾除粉末原材料中的雜質(zhì)；再將粉末原材料進(jìn)行烘干處理，以降低粉末原材料的含氧量。
[0022]所述的過濾器的激光打印制備方法，其中，粉末原材料從激光打印設(shè)備進(jìn)入打印區(qū)域可以通過供粉形式或噴粉形式實(shí)現(xiàn)；所述粉末原材料采用不銹鋼粉末原材料或銅合金粉末原材料或鈦合金粉末原材料。
[0023]所述的過濾器的激光打印制備方法，其中，利用所述激光打印制備方法制得的過濾器需要經(jīng)過噴砂、拋光處理。
[0024]一種如上述任意一項(xiàng)所述的過濾器在發(fā)動(dòng)機(jī)過濾系統(tǒng)中的應(yīng)用。
[0025]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過提供一種過濾器及其激光打印制備方法和應(yīng)用，通過采用激光打印方法使得過濾器的結(jié)構(gòu)不再受工藝條件的限制，可制得具有任意結(jié)構(gòu)的過濾器，對具有復(fù)雜曲面、復(fù)雜孔隙的過濾器都可實(shí)現(xiàn)直接制造；由于采用激光打印方法制備，過濾器的過濾層數(shù)不再受限，可以將過濾層中的過濾孔設(shè)計(jì)成梯度孔，被污染的燃油首先接觸過濾層內(nèi)層，較大的污染物被較大的過濾孔攔截，較小的污染物被較小的過濾孔攔截，被攔截的污染物沿著過濾孔滑落至低端，以實(shí)現(xiàn)逐層過濾，過濾效果提高，避免出現(xiàn)過濾孔堵塞，大大延長濾芯的使用壽命；通過本制備方法制得的過濾器可以按實(shí)際要求任意設(shè)計(jì)，滿足使用要求。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明中利用過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明中利用過濾器的立體圖。
[0028]圖3是本發(fā)明中過濾器的激光打印制備方法的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0030]激光選區(qū)恪化(Selective Laser Melting, SLM)技術(shù)亦稱“金屬3D打印技術(shù)”是增材制造的前沿技術(shù)，利用直徑30?50微米的聚焦激光束，把金屬或合金粉末選區(qū)逐層熔化，堆積成一個(gè)冶金結(jié)合、組織致密的實(shí)體，從而獲得幾乎任意形狀、具有完全冶金結(jié)合的金屬功能零件。
[0031]如圖1和圖2所示，本過濾器通過金屬3D激光打印設(shè)備根據(jù)過濾器截面輪廓數(shù)據(jù)，控制激光束選擇性地熔化鋪平的各層金屬粉末，逐步堆疊而成；所述過濾器包括上金屬端蓋100、過濾層200和下金屬端蓋300，所述過濾層200為環(huán)閉結(jié)構(gòu)，由支柱支撐；過濾層200上設(shè)有過濾孔210，過濾孔210的形狀和孔徑按實(shí)際需要設(shè)定；所述上金屬端蓋100置于過濾層200 —端，下金屬端蓋300置于過濾層200另一端，上金屬端蓋100、過濾層200和下金屬端蓋300共同形成過濾器腔體，上金屬端蓋100、過濾層200和下金屬端蓋300整體一次性成型，無需組裝。
[0032]所述過濾器的成型精度可控制在100 μ m以內(nèi)。
[0033]所述過濾器的過濾層層數(shù)不受限制，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)多層；所述過濾器的結(jié)構(gòu)不受限制，可以按照實(shí)際需要任意設(shè)計(jì)。
[0034]所述過濾器的過濾孔210的形狀和大小可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，最小孔徑可達(dá)到50 μm0所述過濾器的過濾層支柱的直徑可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定，最小直徑可達(dá)到80 μπι。
[0035]為了實(shí)現(xiàn)逐層過濾，提高過濾器的過濾效果，所述過濾層200設(shè)置多層，各過濾層200中的過濾孔210設(shè)置為梯度孔，即內(nèi)層過濾層200的過濾孔210的孔徑較大，外層過濾層200的過濾孔2