CN112548121B - 一种用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置，包括：支撑腿，所述支撑腿内侧的底部栓接有固定板，所述支撑腿的顶部栓接有工作台，所述工作台顶部的中心处栓接有放置台，所述工作台顶部的外侧栓接有防护箱，所述防护箱左侧的正面栓接有控制器。本发明通过水桶、增压水泵、输水管、三通接头、弯管、花洒头和喷嘴的配合，可对激光头和零部件位置进行双向喷水降温处理，避免激光头和零部件之间出现高温蓄聚，导致其质量达不到要求，同时也可对激光头进行降温，避免激光头长时间高温受热出现损坏，从而可对激光头和零部件之间的温度进行水冷调控，通过制冷机、输气管、总管、支管和喷头的配合，可对防护箱内部整体温度进行降温调节。

Description

一种用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置

技术领域

本发明涉及增材制造领域，尤其涉及一种用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置。

背景技术

增材制造俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术，相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有，这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。

随着现在工业科技的发展，对于一些复杂零部件来说，需要用到激光增材制造装置，然而现有的激光增材制造装置在使用过程中，无法对激光器产生的高热量进行温度智能调节控制处理，大多为简易的风冷降温，导致温度调节效率慢，且装置内部蓄聚高温，对零部件的增材制造质量也产生影响。

因此，有必要提供一种用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置，解决了现有的激光增材制造装置在使用过程中，无法对激光器产生的高热量进行温度智能调节控制处理的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置，包括：支撑腿，所述支撑腿内侧的底部栓接有固定板，所述支撑腿的顶部栓接有工作台，所述工作台顶部的中心处栓接有放置台，所述工作台顶部的外侧栓接有防护箱，所述防护箱左侧的正面栓接有控制器，所述防护箱顶部的正面嵌设有温度传感器，所述防护箱内腔的顶部栓接有横梁，所述横梁的中心处嵌设有激光器，所述激光器的底部栓接有激光头，所述激光器的顶部通过输粉管连通有送粉器，所述送粉器的底部栓接有支撑板，且支撑板的右侧与支撑腿的左侧栓接，所述激光头的两侧均设置有喷淋降温机构，所述防护箱的两侧均设置有冷却降温机构。

优选的，所述喷淋降温机构包括水桶、增压水泵、输水管、三通接头、弯管、花洒头和喷嘴，所述支撑腿的右侧放置有水桶，所述水桶的出水口通过管道连通有增压水泵，所述增压水泵的左侧与工作台的右侧栓接，所述增压水泵的出水口通过输水管连通有三通接头，所述三通接头的底部与横梁顶部的正面栓接，所述三通接头的两端均连通有弯管，所述弯管的底端连通有花洒头，所述花洒头底端的四周均连通有喷嘴。

优选的，所述冷却降温机构包括制冷机、输气管、总管、支管和喷头，所述防护箱背面的底部栓接有制冷机，所述制冷机的内腔栓接有内置气泵，且内置气泵的出气口通过两根输气管连通有总管，所述总管的外侧与防护箱的内壁栓接，所述总管的底端从前至后依次连通有支管，所述支管相向的一端从上至下依次连通有喷头，所述喷头位于激光器的四周。

优选的，所述喷嘴的形状设置为椭圆形，所述喷嘴沿花洒头的中心处呈圆周状结构分布，所述喷嘴的直径由内至外依次呈递减状态分布。

优选的，所述工作台顶部的正面和背面均开设有导流槽，所述工作台顶部的两侧均开设有通槽，所述导流槽的外侧与通槽的内侧连通，所述通槽的内腔栓接有过滤网。

优选的，所述固定板的放置栓接有与通槽配合使用的废水收集箱，所述废水收集箱内腔的顶部栓接有过滤棉。

优选的，所述水桶内腔的左侧竖向设置有浮杆，所述浮杆的表面喷涂有刻度线，且刻度线的数值由下至上依次呈递增状态分布。

与相关技术相比较，本发明提供的用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置具有如下有益效果：

本发明提供一种用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置，

1、本发明通过水桶、增压水泵、输水管、三通接头、弯管、花洒头和喷嘴的配合，可对激光头和零部件位置进行双向喷水降温处理，避免激光头和零部件之间出现高温蓄聚，导致其质量达不到要求，同时也可对激光头进行降温，避免激光头长时间高温受热出现损坏，从而可对激光头和零部件之间的温度进行水冷调控，通过制冷机、输气管、总管、支管和喷头的配合，可对防护箱内部整体温度进行降温调节，使防护箱内部温度始终保持在温度传感器预设的最佳区间，有利于激光器对零部件增材制造的环境保持在最佳状态，提高零部件的增材制造质量；

2、本发明通过喷嘴的形状设置为椭圆形以及喷嘴沿花洒头的中心处呈圆周状结构分布，可对激光头和零部件之间进行均匀喷水处理，使水与激光头和零部件之间充分接触，通过喷嘴的直径由内至外依次呈递减状态分布，集中水量对激光头和零部件中心位置进行喷水，减少水量的浪费，通过导流槽和通槽，可对工作台顶部的废水进行导流收集，避免废水积留在工作台顶部发生溢出，通过过滤网，可对流入通槽内废水中的颗粒杂质进行过滤，通过废水收集箱和过滤棉，可对落下的废水进行过滤收集，便于使用者对废水进行统一处理，通过浮杆和刻度线，便于使用者从外侧观察水桶的水位变化，以便使用者对水桶进行加水作业。

附图说明

图1为本发明提供的用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示防护箱的结构剖视图；

图3为图1所示防护箱的结构后视图；

图4为图2所示花洒头的结构仰视图；

图5为图1所示工作台的结构俯视图；

图6为图1所示废水收集箱的结构剖视图。

图中标号：1、支撑腿；2、固定板；3、工作台；4、放置台；5、防护箱；6、控制器；7、温度传感器；8、横梁；9、激光器；10、激光头；11、送粉器；12、输粉管；13、喷淋降温机构；131、水桶；132、增压水泵；133、输水管；134、三通接头；135、弯管；136、花洒头；137、喷嘴；14、冷却降温机构；141、制冷机；142、输气管；143、总管；144、支管；145、喷头；15、导流槽；16、通槽；17、过滤网；18、废水收集箱；19、过滤棉；20、浮杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5和图6，其中图1为本发明提供的用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示防护箱的结构剖视图；图3为图1所示防护箱的结构后视图；图4为图2所示花洒头的结构仰视图；图5为图1所示工作台的结构俯视图；图6为图1所示废水收集箱的结构剖视图。用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置，包括：支撑腿1，所述支撑腿1内侧的底部栓接有固定板2，所述支撑腿1的顶部栓接有工作台3，所述工作台3顶部的中心处栓接有放置台4，所述工作台3顶部的外侧栓接有防护箱5，所述防护箱5左侧的正面栓接有控制器6，所述防护箱5顶部的正面嵌设有温度传感器7，所述防护箱5内腔的顶部栓接有横梁8，所述横梁8的中心处嵌设有激光器9，所述激光器9的底部栓接有激光头10，所述激光器9的顶部通过输粉管12连通有送粉器11，所述送粉器11的底部栓接有支撑板，且支撑板的右侧与支撑腿1的左侧栓接，所述激光头10的两侧均设置有喷淋降温机构13，所述防护箱5的两侧均设置有冷却降温机构14。

所述喷淋降温机构13包括水桶131、增压水泵132、输水管133、三通接头134、弯管135、花洒头136和喷嘴137，所述支撑腿1的右侧放置有水桶131，所述水桶131的出水口通过管道连通有增压水泵132，所述增压水泵132的左侧与工作台3的右侧栓接，所述增压水泵132的出水口通过输水管133连通有三通接头134，所述三通接头134的底部与横梁8顶部的正面栓接，所述三通接头134的两端均连通有弯管135，所述弯管135的底端连通有花洒头136，所述花洒头136底端的四周均连通有喷嘴137，可对激光头10和零部件位置进行双向喷水降温处理，避免激光头10和零部件之间出现高温蓄聚，导致其质量达不到要求，同时也可对激光头10进行降温，避免激光头10长时间高温受热出现损坏，从而可对激光头10和零部件之间的温度进行水冷调控。

所述冷却降温机构14包括制冷机141、输气管142、总管143、支管144和喷头145，所述防护箱5背面的底部栓接有制冷机141，所述制冷机141的内腔栓接有内置气泵，且内置气泵的出气口通过两根输气管142连通有总管143，所述总管143的外侧与防护箱5的内壁栓接，所述总管143的底端从前至后依次连通有支管144，所述支管144相向的一端从上至下依次连通有喷头145，所述喷头145位于激光器9的四周，可对防护箱5内部整体温度进行降温调节，使防护箱5内部温度始终保持在温度传感器7预设的最佳区间，有利于激光器9对零部件增材制造的环境保持在最佳状态，提高零部件的增材制造质量。

所述喷嘴137的形状设置为椭圆形，所述喷嘴137沿花洒头136的中心处呈圆周状结构分布，可对激光头10和零部件之间进行均匀喷水处理，使水与激光头10和零部件之间充分接触，所述喷嘴137的直径由内至外依次呈递减状态分布，集中水量对激光头10和零部件中心位置进行喷水，减少水量的浪费。

所述工作台3顶部的正面和背面均开设有导流槽15，所述工作台3顶部的两侧均开设有通槽16，所述导流槽15的外侧与通槽16的内侧连通，可对工作台3顶部的废水进行导流收集，避免废水积留在工作台3顶部发生溢出，所述通槽16的内腔栓接有过滤网17，可对流入通槽16内废水中的颗粒杂质进行过滤。

所述固定板2的放置栓接有与通槽16配合使用的废水收集箱18，所述废水收集箱18内腔的顶部栓接有过滤棉19，可对落下的废水进行过滤收集，便于使用者对废水进行统一处理。

所述水桶131内腔的左侧竖向设置有浮杆20，所述浮杆20的表面喷涂有刻度线，且刻度线的数值由下至上依次呈递增状态分布，便于使用者从外侧观察水桶131的水位变化，以便使用者对水桶131进行加水作业。

本发明提供的用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置的工作原理如下：

控制器6控制送粉器11通过输粉管12向激光器9进行送粉作业，然后激光器9再通过激光头10在放置台4上进行零部件增材制造作业，对于零部件增材制造作业过程中产生的高温，控制器6控制增压水泵132将水桶131内的水经过输水管133供入三通接头134内，然后再分成两路进入弯管135内，最后水再经过花洒头136由多个喷嘴137均匀喷向激光头10和零部件位置，对其产生的高温进行降温调节处理，控制器6再控制制冷机141产生的冷气经过内置气泵由输气管142供入总管143内，然后冷气再经过多根支管144由多个喷头145喷向防护箱5内，可对防护箱5内部的温度进行调节，直至防护箱5内部温度达到温度传感器7最佳预设范围后，工作台3上的废水由导流槽15导流后进入通槽16内，再经过过滤网17过滤后流入废水收集箱18内，且过滤棉19再次对废水中的颗粒杂质进行过滤处理，以便使用者对废水进行统一处理。

与相关技术相比较，本发明提供的用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置具有如下有益效果：

本发明通过水桶131、增压水泵132、输水管133、三通接头134、弯管135、花洒头136和喷嘴137的配合，可对激光头10和零部件位置进行双向喷水降温处理，避免激光头10和零部件之间出现高温蓄聚，导致其质量达不到要求，同时也可对激光头10进行降温，避免激光头10长时间高温受热出现损坏，从而可对激光头10和零部件之间的温度进行水冷调控，通过制冷机141、输气管142、总管143、支管144和喷头145的配合，可对防护箱5内部整体温度进行降温调节，使防护箱5内部温度始终保持在温度传感器7预设的最佳区间，有利于激光器9对零部件增材制造的环境保持在最佳状态，提高零部件的增材制造质量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置，其特征在于，包括：支撑腿（1），所述支撑腿（1）内侧的底部栓接有固定板（2），所述支撑腿（1）的顶部栓接有工作台（3），所述工作台（3）顶部的中心处栓接有放置台（4），所述工作台（3）顶部的外侧栓接有防护箱（5），所述防护箱（5）左侧的正面栓接有控制器（6），所述防护箱（5）顶部的正面嵌设有温度传感器（7），所述防护箱（5）内腔的顶部栓接有横梁（8），所述横梁（8）的中心处嵌设有激光器（9），所述激光器（9）的底部栓接有激光头（10），所述激光器（9）的顶部通过输粉管（12）连通有送粉器（11），所述送粉器（11）的底部栓接有支撑板，且支撑板的右侧与支撑腿（1）的左侧栓接，所述激光头（10）的两侧均设置有喷淋降温机构（13），所述防护箱（5）的两侧均设置有冷却降温机构（14），所述喷淋降温机构（13）包括水桶（131）、增压水泵（132）、输水管（133）、三通接头（134）、弯管（135）、花洒头（136）和喷嘴（137），所述支撑腿（1）的右侧放置有水桶（131），所述水桶（131）的出水口通过管道连通有增压水泵（132），所述增压水泵（132）的左侧与工作台（3）的右侧栓接，所述增压水泵（132）的出水口通过输水管（133）连通有三通接头（134），所述三通接头（134）的底部与横梁（8）顶部的正面栓接，所述三通接头（134）的两端均连通有弯管（135），所述弯管（135）的底端连通有花洒头（136），所述花洒头（136）底端的四周均连通有喷嘴（137）；所述喷嘴（137）的形状设置为椭圆形，所述喷嘴（137）沿花洒头（136）的中心处呈圆周状结构分布，所述喷嘴（137）的直径由内至外依次呈递减状态分布。

2.根据权利要求1所述的用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置，其特征在于，所述冷却降温机构（14）包括制冷机（141）、输气管（142）、总管（143）、支管（144）和喷头（145），所述防护箱（5）背面的底部栓接有制冷机（141），所述制冷机（141）的内腔栓接有内置气泵，且内置气泵的出气口通过两根输气管（142）连通有总管（143），所述总管（143）的外侧与防护箱（5）的内壁栓接，所述总管（143）的底端从前至后依次连通有支管（144），所述支管（144）相向的一端从上至下依次连通有喷头（145），所述喷头（145）位于激光器（9）的四周。

3.根据权利要求1所述的用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置，其特征在于，所述工作台（3）顶部的正面和背面均开设有导流槽（15），所述工作台（3）顶部的两侧均开设有通槽（16），所述导流槽（15）的外侧与通槽（16）的内侧连通，所述通槽（16）的内腔栓接有过滤网（17）。

4.根据权利要求1所述的用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置，其特征在于，所述固定板（2）的放置栓接有与通槽（16）配合使用的废水收集箱（18），所述废水收集箱（18）内腔的顶部栓接有过滤棉（19）。

5.根据权利要求1所述的用于激光同轴送粉增材制造用智能温度控制装置，其特征在于，所述水桶（131）内腔的左侧竖向设置有浮杆（20），所述浮杆（20）的表面喷涂有刻度线，且刻度线的数值由下至上依次呈递增状态分布。

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