CN207982306U - 一种送粉式激光增材制造设备 - Google Patents

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王涛
刘佳奇
李战
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Abstract

一种送粉式激光增材制造设备。其包括送粉式激光熔覆机、控制器和图像显示器；送粉式激光熔覆机包括防护外壳、密封门、密封玻璃、激光头、工作台面、第一轨道、第二轨道、第三轨道、鞍座、升降柱头、立柱和底座；本实用新型优点：防护外壳、密封门及密封玻璃具有较强气密性，所以能保证激光熔覆过程在惰性气体保护下进行。控制器设在送粉式激光熔覆机的一侧，且与图像显示器相邻，因此便于操作人员通过控制器操作送粉式激光熔覆机时利用图像显示器及时观察送粉式激光熔覆机内工件及激光头位置。工件可沿X、Y轴运动，激光头可沿Z轴运动，扩大了送粉式激光熔覆机适用范围，可提高激光熔覆产品质量，大量减少工作时间，节省人力同时提高工作效率。

Description

一种送粉式激光增材制造设备
技术领域
本实用新型属于激光增材制造技术领域，特别涉及一种送粉式激光增材制造设备。
背景技术
由于激光具有方向性好、能量密度高、单色性好和相干性强等一系列优点，因此特别适用于材料加工。激光加工技术就是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等处理的一项加工技术，是集光学、机械学、冶金学、电子学、计算机学等为一体的高技术，发展非常迅速。激光熔覆技术是激光加工技术的一个重要应用方面，是一项新型的材料表面改性与零件加工技术，它是利用高能量密度激光束(104～106W/cm2)在金属材料表面进行辐照，通过迅速熔化、扩展和迅速凝固(冷却速度通常达到102～106℃/s)放置在基材表面的涂层材料，形成与其冶金结合的，具有特殊的物理、化学或力学性能的材料，从而显著改善基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能。由于国外的激光熔覆技术发展较早，目前主要应用于汽车、船舶、石化、矿山、冶金等诸多领域。由于我国的自动化工作与激光工作起步较晚，加之宣传、贯彻和推广工作力度小，因此技术及设备相对落后于许多工业发达的国家。为提高技术水平并获得良好的经济效益，需在制造工艺方面重视激光加工技术尤其是激光熔覆技术。但目前尚缺少相应的设备。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种送粉式激光增材制造设备。
为了达到上述目的，本实用新型提供的送粉式激光增材制造设备包括：送粉式激光熔覆机、控制器和图像显示器；其中送粉式激光熔覆机包括防护外壳、密封门、密封玻璃、激光头、工作台面、第一轨道、第二轨道、第三轨道、鞍座、升降柱头、立柱和底座；所述的防护外壳为长方体形结构，前端中部形成有一开口，开口处安装有带有密封玻璃的密封门，并且密封玻璃中部并排设有两个操作孔；底座的下端固定在防护外壳内部底面上，顶面前部两侧部位分别设有一条沿前后方向延伸的第一轨道；立柱的下端固定在底座顶面后部，前端面两侧部位分别设有一条沿垂直方向延伸的第三轨道；两条鞍座以与第一轨道垂直的方式间隔距离设置在两条第一轨道上，并且下端中部向下形成有能够嵌入在第一轨道中的凸台；每个鞍座的顶面上设有一条第二轨道；工作台面的底面前后部位分别以可滑动的方式安装在两条第二轨道上；升降柱头的后端以能够上下移动的方式安装在两条第三轨道上，前部下端安装有激光头，且激光头位于工作台面上方；工作台面、鞍座和升降柱头上均设有驱动装置；控制器和图像显示器安装在送粉式激光熔覆机一侧，并且控制器同时与激光头、图像显示器以及工作台面、鞍座和升降柱头上的驱动装置电连接。
所述的送粉式激光增材制造设备还包括一个安装在升降柱头前部一侧的监控摄像装置，并且监控摄像装置与控制器电连接。
所述的防护外壳的侧面中部也形成有一开口，开口处安装有带有密封玻璃的密封门，并且密封玻璃中部并排设有两个操作孔。
本实用新型提供的送粉式激光增材制造设备具有如下优点：
1、防护外壳、密封门及密封门上安装的密封玻璃具有较强的气密性，所以能够保证激光熔覆过程在惰性气体保护下进行。
2、控制器设置在送粉式激光熔覆机的一侧，且与图像显示器相邻，因此便于操作人员通过控制器操作送粉式激光熔覆机时利用图像显示器及时观察送粉式激光熔覆机内的工件及激光头位置。
3、工作台面上的工件可沿X、Y轴运动，激光头可沿Z轴运动，此种结合方式扩大了送粉式激光熔覆机的适用范围，可提高激光熔覆产品的质量，大量减少工作时间，节省人力的同时提高了工作效率。
附图说明
图1为本实用新型提供的送粉式激光增材制造设备总体结构图。
图2为本实用新型提供的送粉式激光增材制造设备中设备主体内部视图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
如图1、2所示，本实用新型提供的送粉式激光增材制造设备包括：送粉式激光熔覆机1、控制器6和图像显示器17；其中送粉式激光熔覆机1包括防护外壳2、密封门3、密封玻璃4、激光头8、工作台面9、第一轨道10、第二轨道11、第三轨道12、鞍座13、升降柱头14、立柱15和底座16；所述的防护外壳2为长方体形结构，前端中部形成有一开口，开口处安装有带有密封玻璃4的密封门3，并且密封玻璃4中部并排设有两个操作孔7；底座16的下端固定在防护外壳2内部底面上，顶面前部两侧部位分别设有一条沿前后方向延伸的第一轨道10；立柱15的下端固定在底座16顶面后部，前端面两侧部位分别设有一条沿垂直方向延伸的第三轨道12；两条鞍座13以与第一轨道10垂直的方式间隔距离设置在两条第一轨道10上，并且下端中部向下形成有能够嵌入在第一轨道10中的凸台；每个鞍座13的顶面上设有一条第二轨道11；工作台面9的底面前后部位分别以可滑动的方式安装在两条第二轨道11上；升降柱头14的后端以能够上下移动的方式安装在两条第三轨道12上，前部下端安装有激光头8，且激光头8位于工作台面9上方；工作台面9、鞍座13和升降柱头14上均设有驱动装置；控制器6和图像显示器17安装在送粉式激光熔覆机1一侧，并且控制器6同时与激光头8、图像显示器17以及工作台面9、鞍座13和升降柱头14上的驱动装置电连接。
所述的送粉式激光增材制造设备还包括一个安装在升降柱头14前部一侧的监控摄像装置5，并且监控摄像装置5与控制器6电连接。
所述的防护外壳2的侧面中部也形成有一开口，开口处安装有带有密封玻璃4的密封门3，并且密封玻璃4中部并排设有两个操作孔7。
现将本实用新型的送粉式激光增材制造设备的工作原理阐述如下：
整个送粉激光熔覆过程是在惰性气体保护下进行，送粉式激光熔覆机1的防护外壳2内部充满惰性保护气体，操作人员首先将工件送入送粉式激光熔覆机1的缓冲仓。待缓冲仓中的空气排出后，操作人员将双手从送粉式激光熔覆机1的操作孔7中伸入送粉式激光熔覆机1的内部，然后将缓冲仓中的工件取出并放置于工作台面9上，由于操作孔7上装有密封的橡胶手套，所以操作人员通过操作孔7上的密封橡胶手套将双手伸入送粉式激光熔覆机1的内部时不会造成惰性保护气体泄漏。当操作人员从缓冲仓中取出工件后，关闭缓冲仓。随后操作人员通过控制器6开启监控摄像装置5和激光头8，并按照加工需要通过操作控制器6使激光头8发出的激光光斑对准工件的相应位置，之后开始进行激光熔覆工作，在工作过程中，利用工作台面9、鞍座13上的驱动装置使工件沿X、Y轴运动，同时利用升降柱头14的驱动装置使激光头8沿Z轴运动，由此使激光光斑沿工件的加工轨迹移动，直至完成激光熔覆过程，同时利用监控摄像装置5实时采集激光熔覆过程中其下方的图像，并传送给控制器6，然后在控制器6的控制下通过图像显示器17进行显示，以便操作人员能够及时观察到送粉式激光熔覆机1内工件及激光头8的位置等信息；激光熔覆操作完成后待工件在工作台面9上冷却后，由操作人员通过缓冲仓取出，此过程完成。

Claims (3)

1.一种送粉式激光增材制造设备，其特征在于：所述的送粉式激光增材制造设备包括：送粉式激光熔覆机(1)、控制器(6)和图像显示器(17)；其中送粉式激光熔覆机(1)包括防护外壳(2)、密封门(3)、密封玻璃(4)、激光头(8)、工作台面(9)、第一轨道(10)、第二轨道(11)、第三轨道(12)、鞍座(13)、升降柱头(14)、立柱(15)和底座(16)；所述的防护外壳(2)为长方体形结构，前端中部形成有一开口，开口处安装有带有密封玻璃(4)的密封门(3)，并且密封玻璃(4)中部并排设有两个操作孔(7)；底座(16)的下端固定在防护外壳(2)内部底面上，顶面前部两侧部位分别设有一条沿前后方向延伸的第一轨道(10)；立柱(15)的下端固定在底座(16)顶面后部，前端面两侧部位分别设有一条沿垂直方向延伸的第三轨道(12)；两条鞍座(13)以与第一轨道(10)垂直的方式间隔距离设置在两条第一轨道(10)上，并且下端中部向下形成有能够嵌入在第一轨道(10)中的凸台；每个鞍座(13)的顶面上设有一条第二轨道(11)；工作台面(9)的底面前后部位分别以可滑动的方式安装在两条第二轨道(11)上；升降柱头(14)的后端以能够上下移动的方式安装在两条第三轨道(12)上，前部下端安装有激光头(8)，且激光头(8)位于工作台面(9)上方；工作台面(9)、鞍座(13)和升降柱头(14)上均设有驱动装置；控制器(6)和图像显示器(17)安装在送粉式激光熔覆机(1)一侧，并且控制器(6)同时与激光头(8)、图像显示器(17)以及工作台面(9)、鞍座(13)和升降柱头(14)上的驱动装置电连接。
2.根据权利要求1所述的送粉式激光增材制造设备，其特征在于：所述的送粉式激光增材制造设备还包括一个安装在升降柱头(14)前部一侧的监控摄像装置(5)，并且监控摄像装置(5)与控制器(6)电连接。
3.根据权利要求1所述的送粉式激光增材制造设备，其特征在于：所述的防护外壳(2)的侧面中部也形成有一开口，开口处安装有带有密封玻璃(4)的密封门(3)，并且密封玻璃(4)中部并排设有两个操作孔(7)。
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