送粉机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高功率激光加工技术领域，用于金属零件的表面激光修复、激光强化和送粉式3D打印，尤其涉及一种用于激光熔覆和3D打印的送粉机构。
【背景技术】
[0002]激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。
[0003]目前，激光熔覆和3D打印技术所采用的同轴送粉机构主要有两种形式:多路孔式同轴送粉机构和锥环式同轴送粉机构，而同步送粉式3D打印技术主要采用多路同轴送粉机构。随着高功率激光器技术的快速发展，工业用激光器功率在不断提高，熔覆基体材料也在向多样化发展，特别是铝合金和铜基等对激光高反材料正逐步进入激光熔覆市场，这对送粉嘴的冷却性能提出了更高要求。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的实施例提供了一种用于激光熔覆或3D打印的送粉机构，以满足激光熔覆或3D打印时对喷嘴冷却性能的要求。
[0005]一种送粉机构，包括依次连接的上、中、下三部分，该上部分包括与激光头连接的连接模块，中部分包括与该连接模块连接的调中内环及与该调中内环连接的高度调整块，该高度调整块的外侧壁上开设有冷却槽，该下部分包括送粉头及送粉管，该送粉头密封套设在该高度调整块上，该送粉头上开设有相互间隔的送粉通道及水冷通道，该送粉管设置在该送粉通道内，该水冷通道与该冷却槽连通并密封设置，以使该水冷通道内的冷却介质密封于该水冷通道与该冷却槽内。
[0006]进一步地，该高度调整块相对该调整内环的内壁沿轴线方向可调整固定，以调整粉末汇聚点的高度，实现离焦量的调整。
[0007]进一步地,该送粉机构还包括与该连接模块连接的同轴气内环,该同轴气内环上开设有多个用于与外部惰性气体源连接的气孔。
[0008]进一步地,该同轴气内环上与该连接模块密封地连接。
[0009]进一步地，该多个气孔为均匀开设。
[0010]进一步地，该送粉机构还包括锥形块，该锥形块的顶点与该送粉通道的汇聚点重入口 ο
[0011 ]进一步地，该锥形块的材料为透明亚克力。
[0012]进一步地，该送粉机构还包括用于在轴向定位该调中内环的内环压块。
[0013]进一步地，该送粉机构还包括用于在径向定位该调中内环的尖头顶丝和螺栓。
[0014]进一步地，该送粉通道为4条，该4条送粉通道的延伸线相交于该送粉头的轴线上，且相对该轴线呈对称设置。
[0015]本发明的送粉机构，由于在送粉头和高度调整块之间形成较大体积腔体，和传统的通过一圈连通的孔形成的冷却通道相比，水流量更大，冷却效果更好，可以承受更高的激光功率。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本发明的实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0017]图1是本发明四路送粉机构的结构示意图。
[0018]图2是图1中连接模块的结构示意图。
[0019]图3是图1中同轴气内环的结构示意图。
[0020]图4是图1中高度调整块的结构示意图。
[0021]图5是图1中送粉头的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。本发明实施方式的送粉机构可用于激光熔覆或3D打印，如下实施例以用于激光熔覆描述说明。
[0023]如图1所示，本发明实施例的用于激光熔覆的送粉机构装设于激光头1上，送粉机构包括上、中、下三部分。上部分包括用于与激光头1连接的连接模块4及与连接模块4螺纹连接的同轴气内环3。中部分包括调中内环5、内环压块6、高度调整块7、尖头顶丝12、螺栓13和球头调中螺母14，中部分主要用来进行离焦量和光路、粉路的同轴度的调整，确定位置后用顶丝和螺母进行固定。下部分包括送粉头8、锥形块9和送粉管11，下部分主要功能为形成一个大体积的冷却回路。
[0024]请一并参阅图2，连接模块4大致呈中空管状，其中部形成光通道，连接模块4通过多个螺钉与激光头1连接。连接模块4包括第一连接部41及与从第一连接部41端部延伸形成的第二连接部43。第一连接部41与激光器1固定连接，第一连接部41内侧形成有台阶面411，台阶面411上开设有用于收容密封圈20的收容槽。第一连接部41邻近台阶面411的侧面还开设有保护气入口 4112，保护气入口 4112用于与外部的金属快速接头2连接，以将保护气导入同轴气内环3。第二连接部43包括侧壁431及抵持壁433，侧壁431从第一连接部41远离激光头1的一端延伸形成，抵持壁433从侧壁431的内侧径向延伸形成。侧壁431的中部对称开设有两个紧固孔4310。
[0025]请一并参阅图3，同轴气内环3大致为中空管状，其螺接于连接模块4的第一连接部41上。同轴气内环3的一端面31开设有收纳槽，收纳槽与第一连接部41上的收容槽对应开设，从而两者共同收容密封圈。组装时，同轴气内环3与第一连接部41的内壁螺接，且其端面31抵持第一连接部41的台阶面411，密封圈收容在收纳槽与收容槽内，以使同轴气内环3与第一连接部41密封连接。同轴气内环3上开设多个气孔33，多个气孔33间隔均匀地分布，可以使进入的保护气的气流更加均匀。使用时，保护气从金属快速接头2进入并在同轴气内环3的内腔中均匀化后在保护镜片(图未示)之前形成一个惰性气体保护空间，并在中间的通道形成一个正压，防止粉尘的进入。本实施例中，气孔33为16个。可以理解，气孔33的数量也可依实际情况改变。
[0026]调中内环5的中部形成光通路，其端面51开设有用于装设密封圈的装设槽，端面51抵持第二连接部43的抵持壁433。调中内环5外侧面还形成有凸缘53，内环压块6抵持凸缘53，以在轴向定位调中内环5。组装时，径向调节调中内环5，从而调节离焦量、光路、粉路的同轴度，确定位置后则再径向固定调中内环5。本实施例中，采用尖头顶丝12和螺栓13 —同径向固定调中内环5。
[0027]请一并参阅图4，高度调整块7呈中空管状，包括连接部71及从连接部71延伸形成的安装部73。连接部71插入调中内环5的一端，且连接部71开设有用来安装0型密封圈槽孔，以与调中内环5密封连接，保证在调节过程中不漏气。连接部71还沿轴线方向开有四个导槽711，一方面可以使高度调整块7不会在圆周方向任意转动，另外在确定位置后可以用尖头顶丝进行固定，该操作过程只会在导槽711底部留下痕迹，不会影响高度调整块7和调中内环5接触部位的表面光洁度。安装部73的外侧壁的两端