一种激光修复冷却及监控装置的制作方法

本实用新型涉及3d打印技术领域，具体地说涉及一种激光修复冷却及监控装置。

背景技术：

3d打印技术是出现在20世纪90年代中期的技术，随着其技术发展，其在工业生产中越来越重要的作用。例如涡轮叶片的修复，结合3d打印能够有效提高生产效率，降低生产成本。常用的叶片修复方法包括弧焊和激光熔覆，相比之下，激光熔覆工艺具有热源能量密度大、热输入量小等优点。现有技术中专利公开号为：cn105671546a的专利中公开了一种激光修复单晶涡轮叶片的主动冷却装置，其包括：空气压缩机，换热器和环形冷却装置，空气压缩机将待冷却气体压缩为高速高压气流，并将其接入到换热器中，换热器将接入气流冷却后接入环形冷却装置，环形冷却装置设置于激光熔覆系统的工作台上方并环绕工件设置。环形冷却装置的内表面设置有密排小孔。冷却气流通过环形冷却装置内表面的密排小孔斜向下喷出，在叶片周围形成一个均匀环形冷却流场。冷却气流喷出的角度与环形冷却装置内表面密排小孔的角度相关。通过调节冷却气流的大小、温度以及冷却喷嘴的位置和角度，使激光修复过程中达到最好的主动冷却效果。然而，上述冷却装置存在以下缺陷：(1)一旦设置密排小孔后，其角度、位置相对固定，后续再想调整小孔的排布，增加了生产成本；(2)缺乏对冷却过程、涡轮叶片修复过程的监控和异常状态的告警。

技术实现要素：

基于此，本实用新型的目的是提供一种激光修复冷却及监控装置。

具体来说，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种激光修复冷却及监控装置，其特征在于，包括：

激光加工系统，其用于涡轮叶片修复；激光加工系统包括激光器、送粉器、计算机、工作台、熔覆系统；冷却系统，其包括压缩机、换热器、冷却装置；压缩机和换热器的进口连接，用于将待冷却气体压缩为高速高压气流，并对气流进行冷却，换热器的出口与冷却装置连接，冷却装置设置在熔覆系统上方；冷却装置包括壳体，壳体顶壁包括气流进口，壳体侧壁包括气流出口，气流进口与换热器的出口连接，壳体侧壁包括若干均匀排布的向下倾斜设置的溢流孔，壳体侧壁还设置有和溢流孔匹配的可调节管道，所述可调节管道远离壳体侧壁的末端设置有遮挡装置；计算机包括控制器、温度传感器，所述可调节管道、遮挡装置和控制器电性连接，用于调节射流角度、大小，所述温度传感器和控制器电性连接，用于控制气流温度；监控系统，其包括报警器、监控装置，所述监控装置用于监控工作台上修复后涡轮叶片的状态；所述报警器与控制器电性连接，用于在发生异常状况时进行报警。

具体的，所述外壳为铝制材料，以提升散热、冷却效率。

具体的，所述可调节管道为弹性管道，以更方便的调节射流角度、大小。

具体的，所述遮挡装置为百叶窗或盖体，所述盖体可相对溢流孔滑动，以调节溢流孔大小。

具体的，所述报警器为蜂鸣器。

具体的，所述监控装置为摄像头，用于采集涡轮叶片图像，以便工作人员进行分析。

本技术方案有益效果：

(1)溢流孔的设置角度固定，仅通过可调节管道、遮挡装置进行气流角度、大小的调节，提高了冷却效率，降低了反复调整溢流孔参数的制造成本；

(2)通过监控装置对冷却过程、修复结果进行监控和告警，提高了安全性、数据获取的实时性，减少工作人员强度；

附图说明

图1是本实用新型的装置示意图；

说明如下：1-激光器，2-送粉器，3-计算机，4-工作台，5-熔覆系统，6-冷却系统，7-压缩机，8-换热器，9-冷却装置，10-可调节管道，11-遮挡装置，12-控制器，13-温度传感器。

具体实施方式

为了使本领域普通技术人员更好的理解本实用新型，下面结合实施例和附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

实施例：

一种激光修复冷却及监控装置，其特征在于，包括：

激光加工系统，其用于涡轮叶片修复；激光加工系统包括激光器1、送粉器2、计算机3、工作台4、熔覆系统5；冷却系统6，其包括压缩机7、换热器8、冷却装置9；压缩机7和换热器8的进口连接，用于将待冷却气体压缩为高速高压气流，并对气流进行冷却，换热器8的出口与冷却装置9连接，冷却装置9设置在熔覆系统5上方；冷却装置9包括壳体，壳体顶壁包括气流进口，壳体侧壁包括气流出口，气流进口与换热器8的出口连接，壳体侧壁包括若干均匀排布的向下倾斜设置的溢流孔，壳体侧壁还设置有和溢流孔匹配的可调节管道10，所述软管远离壳体侧壁的末端设置有遮挡装置11；计算机3包括控制器12、温度传感器13，可调节管道10、遮挡装置11、温度传感器13和控制器12电性连接，用于调节射流角度、大小、气流温度；监控系统，其包括报警器、监控装置，监控装置用于监控工作台4上修复后涡轮叶片的状态；报警器与控制器12电性连接，用于在发生异常状况时进行报警。

具体的，外壳为铝制材料，以提升散热、冷却效率。

具体的，可调节管道10为弹性管道，以更方便的调节射流角度、大小。

具体的，遮挡装置11为百叶窗或盖体，盖体可相对溢流孔滑动，以调节溢流孔大小。

具体的，报警器为蜂鸣器。

具体的，监控装置为摄像头，用于采集涡轮叶片图像，以便工作人员进行分析。

根据本技术方案较佳的实施方式，采用温度传感器13进行加工温度的检测，当加工温度超过预设阈值后，进行报警，方式因温度过高造成的材料或设备的损坏，同时也防止异常情况的发生。

根据本技术方案另一较佳的实施方式，采用图像检测的方式，对加工过程中的零件进行图像拍摄和采集，当材料发生与预定形状不同的形变时进行报警，或采用人工监控的方式，对于加工过程中的材料形变进行图像采集后的图像观察，当发现出现异常颜色或形变后及时终止当前操作。

根据本技术方案另一较佳的实施方式，同时采用温度监控和图像检测的方式进行监控，当两者有一个出现异常情况时，及时进行报警或终止当前操作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种激光修复冷却及监控装置，其特征在于，包括：

激光加工系统，其用于涡轮叶片修复；激光加工系统包括激光器、送粉器、计算机、工作台、熔覆系统；冷却系统，其包括压缩机、换热器、冷却装置；压缩机和换热器的进口连接，用于将待冷却气体压缩为高速高压气流，并对气流进行冷却，换热器的出口与冷却装置连接，冷却装置设置在熔覆系统上方；冷却装置包括壳体，壳体顶壁包括气流进口，壳体侧壁包括气流出口，气流进口与换热器的出口连接，壳体侧壁包括若干均匀排布的向下倾斜设置的溢流孔，壳体侧壁还设置有和溢流孔匹配的可调节管道，所述可调节管道远离壳体侧壁的末端设置有遮挡装置；计算机包括控制器、温度传感器，所述可调节管道、遮挡装置和控制器电性连接，用于调节射流角度、大小，所述温度传感器和控制器电性连接，用于控制气流温度；监控系统，其包括报警器、监控装置，所述监控装置用于监控工作台上修复后涡轮叶片的状态；所述报警器与控制器电性连接，用于在发生异常状况时进行报警。

2.如权利要求1所述的激光修复冷却及监控装置，其特征在于：所述壳体为铝制材料。

3.如权利要求1所述的激光修复冷却及监控装置，其特征在于：所述可调节管道为弹性管道。

4.如权利要求1所述的激光修复冷却及监控装置，其特征在于：所述遮挡装置为百叶窗或盖体。

5.如权利要求4所述的激光修复冷却及监控装置，其特征在于：所述盖体可相对溢流孔滑动，以调节溢流孔大小。

6.如权利要求1所述的激光修复冷却及监控装置，其特征在于：所述报警器为蜂鸣器。

7.如权利要求1所述的激光修复冷却及监控装置，其特征在于：所述监控装置为摄像头，用于采集涡轮叶片图像。

技术总结
本实用新型属于3d打印领域，具体涉及一种激光修复冷却及监控装置，其包括激光加工系统、冷却系统、监控系统。利用冷却系统中冷却装置的可调节管道、遮挡装置、温度传感器进行气流温度、角度、大小调节，以提高冷却效率，降低反复调整溢流孔参数的制造成本。利用监控系统对冷却过程、修复结果进行监控和告警，以提高安全性、数据获取的实时性，减少工作人员强度。

技术研发人员：周成武;申延
受保护的技术使用者：西安灯芯草信息科技有限公司
技术研发日：2020.04.10
技术公布日：2020.11.17