一种功能强大的新型同轴送粉装置的制作方法

本发明涉及一种功能强大的新型同轴送粉装置，具体地说，是指通过控制激光束大小及喷粉量多少以及喷粉材料的不同，来加工出形状复杂的工件。并通过空气加压装置来增大工件强度与质密度，并应用工作台的旋转而产生电能，从而为3d打印提供一种生产高效率、高质量、高复杂度工件的并可产生电能的新型同轴送粉装置。本发明涉及3d打印、机械结构设计领域。

背景技术：

目前国内3d打印技术日趋成型，部分应用于航空航天等高技术要求的装置零件的生产。但目前国内在同轴送粉的3d打印技术方面还有所欠缺，加工速度较慢，效率较低，复杂工件难以加工，可加工的简单工件的质密度与强度不高，且精度与光滑度较低。

本发明以其高效性、稳定性、精准性、环保性以及应用广泛的特点在很大程度上解决了以上弊端，增加了3d打印加工的应用广泛性和加工工件的质量及精度。本发明在加工方面，通过控制激光束多少和喷粉量的大小来实现不同尺寸规格的工件的高效加工。并且可通过喷射不同金属粉末形成可去除式支承，从而加工复杂形状的工件，并可通过空气加压装置来增加工件质密度。本发明可通过工作台的揺转有效消除台阶效应，并且可以应用旋转产生的磁生电效应来产生电能，实现高效，高质量的绿色加工。

技术实现要素：

本发明提供一种功能强大的新型同轴送粉装置；

基本技术方案是：通过控制激光束大小及喷粉量多少以及喷粉材料的不同，来加工出形状复杂的工件。并通过空气加压装置来增大工件强度与质密度，并应用工作台的旋转而产生电能，从而为3d打印提供一种生产高效率、高质量、高复杂度工件的并可产生电能的新型同轴送粉装置。

本发明在工作时，激光由激光器根据加工件的尺寸及精度控制激光束，通过喷嘴射出，在加工点处与金属粉末汇聚。金属粉末由储粉及喷粉装置输送至喷粉管并喷出。喷粉管可同时喷射不同材料的金属粉末，这样可以加工外型复杂的工件。而且空气加压装置可以通过空气对成型过程中融熔状态的材料进行外型挤压控制，提高工件的强度和质密度。电机带动下齿轮轴及上齿轮轴和转台转动。转台固定有上磁板和铁片，揺台固定有下磁板，从而产生磁场，通过磁生电效应产生电能。并传至连接架的储电装备。揺台通过绕前后方向的揺动，从而配合喷头装置对工件进行加工，可由效减少台阶纹。

附图说明：

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明：

附图1：一种功能强大的新型同轴送粉装置的正视图。

附图2：一种功能强大的新型同轴送粉装置的俯视图。

附图3：一种功能强大的新型同轴送粉装置的侧视图。

附图4：一种功能强大的新型同轴送粉装置的整体结构轴侧示意图。

附图5：一种功能强大的新型同轴送粉装置的喷头部分轴侧示意图。

附图6：一种功能强大的新型同轴送粉装置的揺台部分轴侧示意图。

附图7：一种功能强大的新型同轴送粉装置的架体部分轴侧示意图。

其中：1蜗杆,2前后滑动装置,3左右滑动装置,4上板,5承力杆,6中板,7连接杆,8下板,9冷却保护气管,10外环喷粉管,11外环激光管,12喷嘴,13中心激光管,14内环喷粉管，15中心激光器,16外环激光器,17空气加压装置,18滑轮,19滑轮,20架体,21转台,22上磁板,23上齿轮轴,24铁片,25下磁板,26揺台,27轴承,28下齿轮轴,29转台电机底座,30储能装置底座,31连接架,32轴承

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明的零部件的配合关系以及作用进行说明：

如图1、图3和图7所示：蜗杆1与左右滑动装置3通过螺纹配合连接，左右滑动装置3通过滑轮18在前后滑动装置2的滑轨上进行滑动，前后滑动装置2通过滑轮19在架体20的滑轨上滑动，实现喷头部分沿xyz方向的移动。

如图1、图4和图5所示：蜗杆1与上板4通过螺纹配合连接，上板4和中板6通过四个承力杆5连接，中板6和下板8通过四个连接杆7连接。十二个冷却保护气管9上端固定在下板8并连接冷却保护气传送系统，下端固定在喷嘴12。六个外环喷粉管10上端固定在下板8并连接外环粉末传送系统，下端固定在喷嘴12。六个外环激光管11上端固定在下板8并连接外环激光器16，下端固定在喷嘴12。六个内环喷粉管13上端固定在下板8并连接内环粉末传送系统，下端固定在喷嘴12。一个中心激光管14上端固定在下板8并连接中心激光器15，下端固定在喷嘴12。空气加压装置17上端固定在中板6并连接空气输送系统，下端朝向喷嘴的加工位置。

如图1、图2和图6所示：揺动电机组带动摇台26前后揺动，揺台与轴承32连接，轴承32在架体20距地面约1000mm处。连接架31固定在揺台26下方，转动电机在转台电机底座29位置上，带动下齿轮轴28转动。下齿轮轴28带动上齿轮轴23转动。下齿轮轴28连接轴承27，轴承27在揺台26上，起到定位和减小摩擦作用。上齿轮轴23带动转台21转动。转台21下方固定有上磁板22和六十个铁片24，下磁板25固定在揺台26上，在转动过程中产生的电能由导线通过中空的上齿轮轴23和下齿轮轴28传输至储电装置30上。

下面结合附图，对本发明工作方式进行说明：

如图1、图2、图4、图7所示，激光由中心激光器15和外环激光器16根据加工件的尺寸及精度要求来控制激光束的多少，通过中心激光管13和外环激光管11后从喷嘴12射出，在加工点处与金属粉末汇聚。金属粉末由储粉及喷粉装置输送至内环喷粉管14和外环喷粉管10并喷出。内环喷粉管14和外环喷粉管10各六根，可同时喷射不同材料的金属粉末，如在加工钛合金工件时，可通过喷射铝粉形成可在盐酸中溶解的可去除式支承，而不会影响钛合金工件。这样可以加工有内伸部分等的外型复杂的工件，而且空气加压装置17可以通过空气对成型过程中融熔状态的材料进行外型挤压控制，提高工件的强度和质密度。低温保护气可通过冷却保护气管9在喷嘴内循环冷却，降低装置内温，并在喷射后起到汇聚和保护作用。下板8可以放置激光器和连接喷粉装置与喷粉管等作用。下板8与中板6由四个连接杆7连接，中板6可以连接空气输送装置和空气加压装置17。中板6与上板4有四个承力杆5连接。上板4与蜗杆1固定，蜗杆1与左右滑动装置2相连，通过控制蜗杆1来控制喷头装置的上下运动，左右滑动装置2通过滑轮18实现左右方向的运动。滑轨在前后滑动装置3上，前后滑动装置3通过滑轮19实现前后的滑动，从而可以带动整个喷头部分实现xyz方向的移动。

如图1、图3、图5、图6所示转台电机29外齿带动下齿轮轴28外齿转动，轴承27用于减小摩擦。下齿轮轴28外齿带动上齿轮轴23内齿转动，从而上齿轮轴23外齿带动转台21转动。转台21上固定有上磁板22，上磁板22上固定有六十个铁片24，揺台26固定有下磁板25，从而产生磁场，通过铁片在转动过程中的磁生电效应产生电能。导线从中空的齿轮轴连接到连接架31上的储电装备30上。揺台26通过与轴承32和架体20连接，通过电机实现绕前后方向的揺动，从而配合喷头装置对工件进行加工，可由效减少台阶纹。从而又效提高加工精度与效率。