CN207709864U - 一种多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头，包括水冷同轴送粉喷嘴和激光熔化成形加工配套光路组件，水冷同轴送粉喷嘴包括送粉嘴基座、送粉嘴内环、送粉嘴外环和水冷套，送粉嘴基座与激光熔化成形加工配套光路组件相连，送粉嘴基座上在其圆周方向设有至少二个进粉口，送粉嘴内环上在其圆周方向设有至少二个送粉流道，送粉流道的汇聚角度在100‑150°之间。本实用新型采用多流道送粉，可以保证送粉精细均匀；粉末汇聚角度大，使得汇聚点小，飞溅小，对成形高度方向上出现的起伏反应敏感；大面积外侧水冷，水冷及时迅速，水冷效果好，可以有效避免粘粉、堵粉的现象，保持送粉汇聚稳定，从而保证送粉头的长时间稳定工作。
Description
技术领域
本实用新型属于激光熔化沉积/激光立体成形(LMD/LSF)加工领域，具体涉及一种多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头。
背景技术
激光熔化沉积成形(Laser Melting Deposition，LMD)是从激光熔覆技术发展而来的一种金属快速成形(金属3D打印)技术，并广泛应用于航空、汽车、模具等行业的加工和修复领域。其原理就是以激光为加工热源，将金属粉末喷射到高功率激光器的聚焦激光束中，聚焦激光束熔化部分粉材和基材表面，并在基体表面产生一小熔池，喷射的粉末被吸收入熔池，从而产金属沉积层，通过逐层堆积金属沉积即可完成金属件造型和修复。作为激光熔化沉积成形技术的核心器件，激光送粉头工作性能的好坏直接影响到加工过程的可持续性、稳定性和金属件成形质量。就现有的激光送粉头而言，由于设计缺陷造成的送粉不均，冷却不及时，致使送粉嘴出现堵粉、粘粉，从而导致加工不稳定、不连续，成形件形状复制精度差。
实用新型内容
为解决现有技术存在的激光同轴送粉头送粉不均、汇聚性差、冷却效果差而造成堵粉粘粉、对成形高度方向(一般为Z轴向)不敏感等缺点而造成的不能长时间稳定连续加工的缺陷，本实用新型提供一种多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头，改同轴送粉头采用多流道送粉，可以保证送粉精细均匀；粉末汇聚角度大，使得汇聚点小，飞溅小，对成形高度方向上出现的起伏反应敏感；大面积外侧水冷，水冷及时迅速，水冷效果好，可以有效避免粘粉、堵粉的现象，保持送粉汇聚稳定，从而保证送粉头的长时间稳定工作。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
本实用新型提供一种多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头，包括水冷同轴送粉喷嘴和激光熔化成形加工配套光路组件，水冷同轴送粉喷嘴包括送粉嘴基座、以及由里向外依次同轴套设的送粉嘴内环、送粉嘴外环和水冷套，送粉嘴基座与激光熔化成形加工配套光路组件相连，送粉嘴基座上在其圆周方向设有至少二个进粉口，送粉嘴内环上在其圆周方向设有至少二个送粉流道，送粉流道的汇聚角度在100-150°之间。
作为优选的方案，上述的送粉嘴基座由钢材加工而成，送粉嘴内环、送粉嘴外环、水冷套由紫铜材料加工而成且三者通过螺纹连接于送粉嘴基座上。
作为优选的方案，上述的水冷套内部沿其轴向设有螺旋水道，水冷套上连接有进水口和出水口，水冷套的上端和下端配有密封圈，送粉嘴外环的外表面上设有连接环面，密封圈设置于水冷套与连接环面之间。
作为优选的方案，上述的送粉嘴内环为圆锥体，圆锥体的锥顶设有圆形通光孔，圆锥体的锥面上设有至少二个送粉流道。
作为优选的方案，上述的激光熔化成形加工配套光路组件包括沿一直线方向依次设置的光纤插口、准直模块、连接法兰、聚焦模块、安装架、保护镜片模块和离焦调节模块。
本实用新型的有益效果是：采用多流道送粉，可以保证送粉精细均匀；粉末汇聚角度大，使得汇聚点小，飞溅小，对成形高度方向上出现的起伏反应敏感；大面积外侧水冷，水冷及时迅速，水冷效果好，可以有效避免粘粉、堵粉的现象，保持送粉汇聚稳定，从而保证送粉头的长时间稳定工作。
附图说明
图1为本实用新型多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头的装配示意图。
图2为本实用新型水冷同轴送粉喷嘴结构示意图。
图3为本实用新型水冷同轴送粉喷嘴中的送粉嘴内环三维示意图。
图4为本实用新型水冷同轴送粉喷嘴粉末汇聚角示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。
为了达到本实用新型的目的，在本实用新型的其中一种实施方式中提供一种多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头，包括水冷同轴送粉喷嘴和激光熔化成形加工配套光路组件，如图1所示，激光熔化成形加工配套光路组件包括沿一直线方向依次设置的光纤插口1、准直模块2、连接法兰3、聚焦模块4、安装架5、保护镜片模块6和离焦调节模块7。
如图2所示，水冷同轴送粉喷嘴8包括送粉嘴基座8-1、以及由里向外依次同轴套设的送粉嘴内环8-2、送粉嘴外环8-3和水冷套8-4，送粉嘴基座8-1与激光熔化成形加工配套光路组件相连，送粉嘴基座8-1上在其圆周方向设有四个进粉口8-7，送粉嘴内环8-2上在其圆周方向设有16个送粉流道，送粉流道的汇聚角度在100-150°之间，本实施方式可选100°、110°、120°、150°。
其中，上述的送粉嘴基座8-1由钢材加工而成，送粉嘴内环8-2、送粉嘴外环8-3、水冷套8-4由紫铜材料加工而成且三者通过螺纹连接于送粉嘴基座8-1上。
另外，上述的水冷套8-4内部沿其轴向设有螺旋水道，水冷套8-4上连接有进水口8-5和出水口8-6，水冷套8-4的上端和下端配有密封圈8-8，送粉嘴外环的外表面上设有连接环面，密封圈设置于水冷套与连接环面之间。
如图3所示，上述的送粉嘴内环8-2为圆锥体，圆锥体的锥顶设有圆形通光孔，圆锥体的锥面上设有16个送粉流道。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头，其特征在于,包括水冷同轴送粉喷嘴和激光熔化成形加工配套光路组件，水冷同轴送粉喷嘴包括送粉嘴基座、以及由里向外依次同轴套设的送粉嘴内环、送粉嘴外环和水冷套，送粉嘴基座与激光熔化成形加工配套光路组件相连，送粉嘴基座上在其圆周方向设有至少二个进粉口，送粉嘴内环上在其圆周方向设有至少二个送粉流道，送粉流道的汇聚角度在100-150°之间。
2.根据权利要求1所述的多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头，其特征在于，送粉嘴基座由钢材加工而成，送粉嘴内环、送粉嘴外环、水冷套由紫铜材料加工而成且三者通过螺纹连接于送粉嘴基座上。
3.根据权利要求1所述的多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头，其特征在于，水冷套内部沿其轴向设有螺旋水道，水冷套上连接有进水口和出水口，水冷套的上端和下端配有密封圈，送粉嘴外环的外表面上设有连接环面，密封圈设置于水冷套与连接环面之间。
4.根据权利要求1所述的多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头，其特征在于，送粉嘴内环为圆锥体，圆锥体的锥顶设有圆形通光孔，圆锥体的锥面上设有至少二个送粉流道。
5.根据权利要求1所述的多流道精细送粉水冷激光同轴送粉头，其特征在于，激光熔化成形加工配套光路组件包括沿一直线方向依次设置的光纤插口、准直模块、连接法兰、聚焦模块、安装架、保护镜片模块和离焦调节模块。
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