CN108176853B - 末端调压器及其末端压力调整送粉方法 - Google Patents

末端调压器及其末端压力调整送粉方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种末端调压器，包括调压器本体，调压器本体的内壁设置有止退台阶，两端设置有外螺纹，一端的外螺纹连接有送粉出口，调压器本体开有连接内腔的调压孔；弹簧安装在调压器本体的内腔，位于止退台阶一侧；活动环安装在调压器本体的内腔，位于弹簧的外侧，两端分别抵在弹簧和可旋调整端盖的内壁上；可旋调整端盖设置有内螺纹，连接在调压器本体的外螺纹上，可旋调整端盖开有送粉入口。本发明还公开了一种末端压力调整送粉方法。本发明能够解决送粉系统在变截面、变斜面等复杂角度加工中存在的激光束与合金粉末束流不重合问题，提高了增材制造加工的效率、质量和粉末材料利用率。

Description

末端调压器及其末端压力调整送粉方法
技术领域
本发明涉及一种，具体说，涉及一种末端调压器及其末端压力调整送粉方法。
背景技术
CO2激光器在增材制造加工中，旁置侧吹的送粉系统因送粉喷口和激光光头的安装方式不同轴，在加工变截面、变斜面等复杂角度的曲面时，会出现送粉束流受加工角度变化的影响，粉末重力导致送粉束流位置变化，送粉束流与激光束无法实时重合，粉末无法准确送达激光辐照区域，造成熔覆质量差、加工效率低、粉末材料利用率低的问题，需频繁手动调整送粉系统机械结构位置。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种末端调压器及其末端压力调整送粉方法，能够解决送粉系统在变截面、变斜面等复杂角度加工中存在的激光束与合金粉末束流不重合问题，提高了增材制造加工的效率、质量和粉末材料利用率。
技术方案如下：
一种末端调压器，包括调压器本体，调压器本体的内壁设置有止退台阶，两端设置有外螺纹，一端的外螺纹连接有送粉出口，调压器本体开有连接内腔的调压孔；弹簧安装在调压器本体的内腔，位于止退台阶一侧；活动环安装在调压器本体的内腔，位于弹簧的外侧，两端分别抵在弹簧和可旋调整端盖的内壁上；可旋调整端盖设置有内螺纹，连接在调压器本体的外螺纹上，可旋调整端盖开有送粉入口。
进一步：活动环设置有滤网。
一种末端压力调整送粉方法，包括：
在增材制造加工过程中，CO2激光束经过安装于激光光头上的反射聚焦镜辐照在加工零件上，形成激光辐照区；
将送粉器中调制完毕的合金粉末，以惰性气体氩气为工作载气，通过轴侧送粉喷管运送合金粉末送至末端调压器；
末端调压器调整载气压力，调整过后的载气与合金粉末送至轴侧送粉喷管，形成合金粉末束流。
优选的：形成合金粉末束流以所需的形态、尺寸、吹送位置吹送至激光辐照区。
优选的：通过旋转可旋调整端盖来推动活动环，调整调压孔的开度，通过泄气减压，实现对载气压力的调整。
优选的：向里旋转可旋调整端盖，推动活动环向止退台阶方向移动，活动环增大调压孔的开度，减小载气压力；向外旋转可旋调整端盖，活动环在弹簧的推动下逐渐复位，减小调压孔的开度，增大载气压力。
优选的：送粉器通过管路连接送粉入口，轴侧送粉喷管连接在送粉出口，末端调压器通过对载气压力大小的调整，实现对吹送至激光辐照区的合金粉束流的形态、尺寸、吹送位置的调整。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
本发明以载气压力的调控来控制粉末喷射束流形态、尺寸、吹送位置，实现送粉束流的可控。
本发明能够解决送粉系统在变截面、变斜面等复杂角度加工中存在的激光束与合金粉末束流不重合问题，提高了增材制造加工的效率、质量和粉末材料利用率。
本发明在CO2激光器的增材制造加工过程中使用后，提高熔覆质量效果明显，处理后的零件经经产品使用考核，零件熔覆质量稳定、可靠，使用寿命长。
附图说明
图1是本发明中末端调压器的结构示意图；
图2是本发明中末端调压器的工作示意图。
具体实施方式
下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，是本发明中末端调压器的结构示意图。
末端调压器1的结构包括：可旋调整端盖11、活动环12、弹簧13、调压器本体14、送粉出口15。
调压器本体14的内壁设置有止退台阶，两端设置有外螺纹，一端通过螺纹连接有送粉出口15，调压器本体14开有调压孔16；弹簧13安装在调压器本体14的内腔，并位于止退台阶一侧；活动环12安装在调压器本体14的内腔，并位于弹簧13的外侧，两端分别抵在弹簧和可旋调整端盖11的内壁上，活动环12紧靠弹簧3保持适当压力并维持复位状态；可旋调整端盖11设置有内螺纹，连接在调压器本体14的外螺纹上，可旋调整端盖11开有送粉入口18。活动环12设置有滤网17。
旋转可旋调整端盖11，活动环12减小或者增大调压孔16的开度，实现对载气压力的调整。向里旋转可旋调整端盖11，推动活动环12向止退台阶方向移动，活动环12增大调压孔的开度，减小载气压力；向外旋转可旋调整端盖11，活动环12在弹簧13的推动下逐渐复位，减小调压孔16的开度，增大载气压力。
如图2所示，是本发明中末端调压器1的工作示意图。
送粉器5通过管路连接末端调压器1上可旋调整端盖11的送粉入口18，轴侧送粉喷管4连接在末端调压器1的送粉出口15上，末端调压器1通过对载气压力大小的调整，实现对吹送至激光辐照区6的合金粉束流7的形态、尺寸、吹送位置等可控调整。
末端压力调整送粉方法，具体包括以下步骤：
步骤1：在增材制造加工过程中，CO2激光束9经过安装于激光光头2上的反射聚焦镜3辐照在加工零件8上，形成激光辐照区6；
步骤2：将送粉器5中调制完毕的合金粉末，以惰性气体氩气为工作载气，通过轴侧送粉喷管4以较大的气压和流量运送合金粉末送至末端调压器1；
步骤3：末端调压器1中，按工艺需求选定不同的控制参数，调整载气压力，调整过后的载气与合金粉末送至轴侧送粉喷管4，形成合金粉末束流7，以所需的形态、尺寸、吹送位置吹送至激光辐照区6。
在氩气保护气氛下实现合金粉末束流7的可控、合理形态、尺寸、吹送位置，提高增材制造加工质量、加工速率及材料利用率。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种末端调压器，其特征在于：包括调压器本体，调压器本体的内壁设置有止退台阶，两端设置有外螺纹，一端的外螺纹连接有送粉出口，调压器本体开有连接内腔的调压孔；弹簧安装在调压器本体的内腔，位于止退台阶一侧；活动环安装在调压器本体的内腔，位于弹簧的外侧，两端分别抵在弹簧和可旋调整端盖的内壁上，活动环设置有滤网；可旋调整端盖设置有内螺纹，连接在调压器本体的外螺纹上，可旋调整端盖开有送粉入口。
2.一种末端压力调整送粉方法，包括：
在增材制造加工过程中，CO2激光束经过安装于激光光头上的反射聚焦镜辐照在加工零件上，形成激光辐照区；
将送粉器中调制完毕的合金粉末，以惰性气体氩气为工作载气，通过轴侧送粉喷管运送合金粉末送至末端调压器；
末端调压器包括调压器本体，调压器本体的内壁设置有止退台阶，两端设置有外螺纹，一端的外螺纹连接有送粉出口，调压器本体开有连接内腔的调压孔；弹簧安装在调压器本体的内腔，位于止退台阶一侧；活动环安装在调压器本体的内腔，位于弹簧的外侧，两端分别抵在弹簧和可旋调整端盖的内壁上，活动环设置有滤网；可旋调整端盖设置有内螺纹，连接在调压器本体的外螺纹上，可旋调整端盖开有送粉入口；通过旋转可旋调整端盖来推动活动环，调整调压孔的开度，通过泄气减压，实现对载气压力的调整，末端调压器调整载气压力，调整过后的载气与合金粉末送至轴侧送粉喷管，形成合金粉末束流，合金粉末束流以所需的形态、尺寸、吹送位置吹送至激光辐照区。
3.如权利要求2所述末端压力调整送粉方法，其特征在于：向里旋转可旋调整端盖，推动活动环向止退台阶方向移动，活动环增大调压孔的开度，减小载气压力；向外旋转可旋调整端盖，活动环在弹簧的推动下逐渐复位，减小调压孔的开度，增大载气压力。
4.如权利要求2所述末端压力调整送粉方法，其特征在于：送粉器通过管路连接送粉入口，轴侧送粉喷管连接在送粉出口，末端调压器通过对载气压力大小的调整，实现对吹送至激光辐照区的合金粉束流的形态、尺寸、吹送位置的调整。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109183028B (zh) * 2018-11-16 2020-10-13 江苏科技大学 用于高速激光熔覆的侧向送粉装置及其熔覆工艺
CN111706773A (zh) * 2020-07-02 2020-09-25 浙江壹达真空设备制造有限公司 一种真空泵用可调节的机油喷雾装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930001513B1 (ko) * 1988-01-14 1993-03-02 니혼 일렉트로 플레이팅 엔지니어스 가부시끼 가이샤 금속파우더 및 그 페이스트와, 금속파우더의 제조장치
CN2650884Y (zh) * 2003-11-21 2004-10-27 北京工业大学 一种应用于激光材料加工的多层结构同轴送粉头
CN100362132C (zh) * 2004-12-24 2008-01-16 西北工业大学 可调送粉装置
CN201099538Y (zh) * 2007-11-09 2008-08-13 燕山大学 减小输送粉末载流气体压力的减压装置
CN103521769B (zh) * 2013-09-24 2015-10-28 西安交通大学 一种基于多材料粒子高速喷射成形的增材制造方法
CN206435755U (zh) * 2016-12-15 2017-08-25 南京中科煜宸激光技术有限公司 一种增材制造设备用送粉喷嘴结构

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