一种用于激光3d打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置，包括连接为一体的粉筒腔体及喷嘴，所述粉筒腔体的顶部设有端盖，所述端盖轴心上插装有送粉接管，其特征在于，所述粉筒腔体包括从上至下依次连接的直筒段、第一锥面段及第二锥面段，所述喷嘴呈漏斗式圆锥结构，所述喷嘴包括漏斗段及与所述漏斗段连通的喷粉孔段，所述端盖上还设有泄压管，所述送粉接管插入所述粉筒腔体直筒段内，在所述送粉接管上水平固定有多道泄压挡板。本发明的有益效果是，减少了粉末束流的发散并增加粉末束流的直线度，提高了粉斑与光斑的重合度，使打印工件的尺寸精度和表面质量都得到极大的提高。
【专利说明】一种用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光打印及激光熔覆【技术领域】，尤其涉及一种用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置。
【背景技术】
[0002]激光熔覆是近年来新兴的一种材料表面修复技术，是改善材料表面性能的有效手段，而送粉喷嘴是影响激光熔覆质量的关键部件。目前，激光熔覆技术也已经在激光3D打印上广为应用，为了提高激光3D打印成型件尺寸精度和表面质量，充分发挥激光3D打印优势，近年来研究人员提出提高送粉粉末汇聚的新思路。送粉装置形式有同轴和旁轴送粉等，根据国内外现有的研究，针对旁轴送粉方式及装置结构，其采用无泄压功能的一级汇聚送粉或具有泄压但只有一级汇聚的送粉结构，当粉末从此类送粉结构喷出后，存在粉末发散度大和粉末束流直线度低的问题，造成粉斑与激光光斑重合度低且受粉末汇聚程度的影响，粉末利用率相对较低，增加了生产成本。
【发明内容】
[0003]本发明针对上述现有技术的不足，提供一种结构简单的用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置。其能提高粉斑与激光光斑的重合度以及粉末利用率。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置，包括连接为一体的粉筒腔体及喷嘴，所述粉筒腔体的顶部设有端盖，所述端盖轴心上插装有送粉接管，其特征在于，所述粉筒腔体包括从上至下依次连接的直筒段、第一锥面段及第二锥面段，所述喷嘴呈漏斗式圆锥结构，所述喷嘴包括漏斗段及与所述漏斗段连通的喷粉孔段，所述端盖上还设有泄压管，所述送粉接管插入所述粉筒腔体直筒段内，在所述送粉接管上水平固定有多道泄压挡板。
[0005]本发明的有益效果是，粉筒腔体和喷嘴分别利用圆锥面的收纳作用使粉末得到二级汇聚，利用泄压挡板和泄压管使粉末中的气压降低进行泄压并尽量减少粉末的流失，进而减少了粉末束流的发散并增加粉末束流的直线度，提高了粉斑与光斑的重合度，减少打印工件表面因粘粉或因粉末发散而造成的粉末浪费，从而达到提高粉末利用率和打印工件尺寸精度和表面质量的目的。
[0006]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0007]进一步，所述粉筒腔体的第一锥面段和第二锥面段的内锥面与所述粉筒腔体的轴心夹角分别为20?60°和5?10°，所述喷嘴的漏斗段内锥面与所述粉筒腔体的轴心夹角为15?45°。
[0008]采用上述进一步方案的有益效果是，旋转合适的内锥面锥度，能使粉末达到良好汇聚效果，同时通过所述漏斗的喷粉孔段保持了粉末束流的运动形态。
[0009]进一步，所述粉筒腔体和喷嘴所用材料为耐高温金属或耐高温陶瓷材料。
[0010]采用上述进一步方案的有益效果是，可以更加坚固耐用。[0011]进一步，所述泄压挡板为圆缺结构，多道所述泄压挡板的圆缺边在所述送粉接管上交错布置。
[0012]采用上述进一步方案的有益效果是，所述泄压挡板和粉筒腔体构成了折流式泄压通道。
[0013]进一步，所述泄压管和泄压挡板采用铜材质材料。
[0014]采用上述进一步方案的有益效果是，利用铜材的可塑性好，耐腐蚀的特点。
[0015]进一步，所述送粉接管通过法兰固定在所述端盖上，所述泄压管焊接在所述端盖上，所述粉筒腔体与所述喷嘴螺纹连接。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是，利用法兰和螺纹连接，拆卸方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的结构示意图；
[0018]图2为本发明的粉筒腔体的结构示意图；
[0019]图3为本发明的喷嘴的结构示意图；
[0020]图4为本发明的泄压挡板结构示意图；
[0021]图5为本发明的使用状态图。
[0022]在图1到图4中，1、粉筒腔体；1_1、直筒段；1_2、第一锥面段；1_3、第二锥面段，2、喷嘴；2-1、漏斗段；2-2、喷粉孔段；3、送粉接管；4、泄压管；5、泄压挡板；5-1、圆缺边；6、端盖；7、粉末束流；8、光束；9、光斑；10、工件。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0024]如图1到图4所示，一种用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置，包括连接为一体的粉筒腔体I及喷嘴2，所述粉筒腔体的顶部设有端盖6，所述端盖轴心上插装有送粉接管3，所述粉筒腔体I包括从上至下依次连接的直筒段1-1、第一锥面段1-2及第二锥面段1-3，所述喷嘴2呈漏斗式圆锥结构，所述喷嘴2包括漏斗段2-1及与所述漏斗段2-1连通的喷粉孔段2-2，所述端盖6上还设有泄压管4，所述送粉接管3插入所述粉筒腔体I直筒段1-1内，在所述送粉接管3上水平固定有多道泄压挡板5。
[0025]所述粉筒腔体的第一锥面段1-2和第二锥面段1-3的内锥面与所述粉筒腔体的轴心夹角分别为20?60°和5?10°，所述喷嘴的漏斗段2-1内锥面与所述粉筒腔体的轴心夹角为15?45°。
[0026]具体的，所述粉筒腔体的第一锥面段1-2和第二锥面段1-3的内锥面与所述粉筒腔体的轴心夹角分别为40°和8°，所述喷嘴的漏斗段2-1内锥面与所述粉筒腔体的轴心夹角为30。ο
[0027]就各段尺寸而言，可以采用如下尺寸范围:所述粉筒腔体I的直筒段1-1、第一锥面段1-2及第二锥面段1-3的长度范围依次为:50?70毫米(内径20?35毫米)、15?30毫米、40?50毫米；所述喷嘴2的漏斗段2-1及喷粉孔段2_2的长度范围分别为:25?40晕米及20?35晕米，喷粉孔段2-2的内径为1.5?3晕米。[0028]所述粉筒腔体I和喷嘴2所用材料为耐高温金属或耐高温陶瓷材料。
[0029]所述泄压挡板5为圆缺结构，多道所述泄压挡板的圆缺边5-1在所述送粉接管3上交错布置。
[0030]所述泄压管4和泄压挡板5采用铜材质材料。
[0031]所述送粉接管3通过法兰固定在所述端盖6上，所述泄压管4焊接在所述端盖6上，所述粉筒腔体I与所述喷嘴2螺纹连接。
[0032]本发明的工作原理是:粉末通过送粉接管3进入粉筒腔体I，粉末束流经粉筒腔体I经一级汇聚后进入喷嘴的漏斗段2-1，漏斗段2-1对粉末束流进行第二次汇聚，并通过喷嘴的喷粉孔段2-2保持和拘束粉末束流第二次汇聚后的运动形态，实现对粉末束流的二次汇聚。粉末进入粉筒腔体I后，一部分气流经泄压挡板5和粉筒腔体I构成的折流式泄压通道通过泄压管4进行泄压，避免了出现在泄压过程中因粉末的流失而达不到设定的粉末流量的情况。粉末通过二级汇聚和泄压作用，从而减少粉末束流的发散并增加粉末束流的直线度，提高粉斑与激光光斑的重合度，减少打印工件表面粘粉或因粉末发散而造成的粉末浪费，从而提高了粉末利用率和打印工件尺寸精度和表面质量。
[0033]如图5所示，为本发明的使用状态图。激光光束8照射在工件10的表面上形成光斑9，粉末通过本发明被汇聚成粉末束流7，正好喷入所述光斑内，达到了粉斑与光斑的较
好重合。
[0034]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置，包括连接为一体的粉筒腔体及喷嘴，所述粉筒腔体的顶部设有端盖，所述端盖轴心上插装有送粉接管，其特征在于，所述粉筒腔体包括从上至下依次连接的直筒段、第一锥面段及第二锥面段，所述喷嘴呈漏斗式圆锥结构，所述喷嘴包括漏斗段及与所述漏斗段连通的喷粉孔段，所述端盖上还设有泄压管，所述送粉接管插入所述粉筒腔体直筒段内，在所述送粉接管上水平固定有多道泄压挡板。
2.根据权利要求1所述的用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置，其特征在于，所述粉筒腔体的第一锥面段和第二锥面段的内锥面与所述粉筒腔体的轴心夹角分别为20?60°和5?10°，所述喷嘴的漏斗段内锥面与所述粉筒腔体的轴心夹角为15?45°。
3.根据权利要求1或2所述的用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置，其特征在于，所述粉筒腔体和喷嘴所用材料为耐高温金属或耐高温陶瓷材料。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置其特征在于，所述泄压挡板为圆缺结构，多道所述泄压挡板的圆缺边在所述送粉接管上交错布置。
5.根据权利要求1所述的用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置，其特征在于，所述泄压管和泄压挡板采用铜材质材料。
6.根据权利要求1所述的用于激光3D打印机的泄压式旁轴送粉喷嘴装置，其特征在于，所述送粉接管通过法兰固定在所述端盖上，所述泄压管焊接在所述端盖上，所述粉筒腔体与所述喷嘴螺纹连接。
【文档编号】B22F3/105GK103990800SQ201410235079
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】纪升伟, 邵东强 申请人:烟台泰利汽车模具制造有限公司