一种喷粉式3d打印喷头及其控制方法
【专利摘要】本发明提供一种喷粉式3D打印喷头，其包括可调节激光光斑直径的变光斑机构、中间连接机构、喷嘴机构及喷粉机构，所述变光斑机构通过所述中间连接机构和所述喷嘴机构相连接，所述喷嘴机构的喷嘴出口直径随着激光光斑直径的调节而改变，所述喷粉机构与所述喷嘴机构相连接，所述喷粉机构具有多个内径不同的喷粉管系统，所述多套喷粉管系统根据激光光斑直径的改变而进行适用性地切换。所述喷粉式3D打印喷头可在保证表面加工质量的同时，有效提高加工效率。本发明另外提供一种喷粉式3D打印喷头的控制方法，步骤简单，易于操作实现。
【专利说明】
一种喷粉式3D打印喷头及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种喷粉式3D打印喷头及其控制方法。
【背景技术】
[0002]3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其中，以金属粉末为耗材的3D打印技术多采用激光恪覆成形技术(Laser cladding forming technology，LCF)，即喷粉式3D打印。
[0003]喷粉式3D打印技术的工作原理是把快速原型制造技术和激光熔覆表面强化技术相结合，利用高能激光束在金属基体上形成熔池，将通过送粉装置和粉末喷嘴输送到熔池的金属粉末或事先预置于基体上的涂层熔化，快速凝固后与基体形成冶金结合，根据零件的计算机辅助设计模型，逐线、逐层堆积材料，直接生成三维近终形金属零件。
[0004]该技术具有成形零件复杂、结构优化、性能优良、加工材料范围广泛，可实现梯度功能、柔性化程度高、制造周期短、无模近终成形等。但是，该技术存在加工效率低等问题，且熔覆成形的堆积速度较低，约为0.1?4.1cm3/min，远低于传统加工方法的效率，特别在加工大尺寸零件以及实心零件时，这种缺陷更加明显，因此，如何提高喷粉式3D打印的效率是亟待解决的一个问题。
[0005]现有研究基本采用变大激光光斑直径的方法来提高喷粉式3D打印的效率，研究表明，光斑直径增大一倍，成形效率可以提高90%以上，但增大光斑直径会严重影响零件成形质量，特别是零件表面质量，对于成形一些表面质量要求比较高的零件，大光斑往往无法满足加工需求。
[0006]因此，迫切需要设计一种光斑直径大小可调的装置。
【发明内容】
[0007]为克服现有喷粉式3D打印技术效率低的缺陷，本发明的目的之一在于提供一种喷粉式3D打印喷头，可在保证表面加工质量的同时，有效提高加工效率。
[0008]—种喷粉式3D打印喷头，其包括可调节激光光斑直径的变光斑机构、中间连接机构、喷嘴机构及喷粉机构，所述变光斑机构通过所述中间连接机构和所述喷嘴机构相连接，所述喷嘴机构的喷嘴出口直径随着激光光斑直径的调节而改变，所述喷粉机构与所述喷嘴机构相连接，所述喷粉机构具有多个内径不同的喷粉管系统，所述多套喷粉管系统根据激光光斑直径的改变而进行适用性地切换。
[0009]本发明一较佳实施方式中，所述变光斑机构为升降台离焦机构，所述升降台离焦机构包括激光头(I)、上连接套(2)、外壳(3)、升降台(4)、聚焦镜座(6)、聚焦镜(7)及升降台支架(8)，激光头⑴通过上连接套(2)与外壳(3)相连接，升降台⑷和升降台支架
(8)可活动地连接，承载聚焦镜(7)的聚焦镜座(6)安装在升降台支架(8)上，聚焦镜(7)随着升降台4驱动升降台支架(8)的升降而沿垂直方向移动离焦。
[0010]本发明一较佳实施方式中，所述升降台离焦机构还包括对聚焦镜(7)进行降温的水冷接头(5)，水冷接头(5)安装于聚焦镜座(6)。
[0011 ] 本发明一较佳实施方式中，所述变光斑机构为扩束镜扩束机构，所述扩束镜扩束机构包括激光头(I)、上连接套(2)、聚焦镜座￠)、聚焦镜(7)、扩束镜支架(24)、扩束镜
(25)及电动旋转台(26)，激光头⑴通过上连接套⑵与外壳(3)相连接，聚焦镜(7)承载于聚焦镜座出)，扩束镜(25)安装在扩束镜支架(24)上，扩束镜支架(24)和电动旋转台(26)相连接，扩束镜支架(24)随着电动旋转台26的旋转而带动扩束镜(25)切入光路或切出光路，切入光路时扩束镜(25)位于聚焦镜(7)的正上方，切出光路时扩束镜(25)偏离聚焦镜⑵。
[0012]本发明一较佳实施方式中，所述扩束镜扩束机构还包括对聚焦镜(7)进行降温的水冷接头(5)，水冷接头(5)安装于聚焦镜座(6)。
[0013]本发明一较佳实施方式中，所述扩束镜扩束机构还包括对聚焦镜(7)进行对中调节的对中支架(27)，对中支架(27)安装于聚焦镜座(6)。
[0014]本发明一较佳实施方式中，所述中间连接机构包括保护镜(9)、下连接套(10)、连接套筒(11)、滑动套筒(12)及调节螺母(13)，保护镜(9)安装在下连接套(10)的凹槽内，下连接套(10)的上端和所述变光斑机构的外壳(3)相连接，下连接套(10)的下端和连接套筒(11)相连接，连接套筒(11)具有两个长条凹槽，滑动套筒(12)的两个凸台卡入连接套筒(11)的两个长条凹槽内，调节螺母(13)套设在连接套筒(11)上，并顶紧滑动套筒
(12)的两个凸台，所述变光斑机构与工作平面之间的工作距离随调节螺母(13)的调节而实时调整。
[0015]本发明一较佳实施方式中，所述喷嘴机构包括激光喷嘴(14)、电磁铁(15)、中轴套筒(16)、铁滑块(17)、挡块(18)、连杆(19)及喷嘴挡块(20)，激光喷嘴(14)的上方和所述中间连接机构相连接，电磁铁(15)设置于连杆(19)的上端，且安装于中轴套筒(16)的两个凹槽内，中轴套筒(16)的上端通过螺纹连接安装在所述中间连接机构上，铁滑块(17)套设于中轴套筒(16)上，且位于连杆(19)的下端，挡块(18)拧紧在中轴套筒(16)上顶住铁滑块(17)，喷嘴挡块(20)紧贴于激光喷嘴(14)的内侧，喷嘴挡块(20)通过连杆(19)铰接于中轴套筒(16)。
[0016]本发明一较佳实施方式中，所述的喷嘴机构包括两个连杆(19)和四块扇形结构的嗔嘴挡块(20)。
[0017]本发明一较佳实施方式中，所述喷粉机构包括喷管架(21)和多个内径不同的喷粉管系统，每个所述喷粉管系统均具有多个喷粉管(22)，喷管架(21)连接于所述喷嘴机构，喷粉管(22)和喷管架(21)相连接。
[0018]本发明一较佳实施方式中，所述喷粉机构包括三个内径不同的所述喷粉管系统，每个所述喷粉管系统均具有四个互成90度的喷粉管(22)，四个喷粉管(22)喷出的粉末汇聚于中心被激光作用形成熔池。
[0019]本发明另外提供一种用于提高打印效率的喷粉式3D打印喷头的控制方法，其包括如下步骤:
[0020]S101、控制变光斑机构改变激光光斑直径；
[0021 ] S103、控制喷嘴机构的电磁铁处于对应喷嘴出口直径小的不上电状态或对应喷嘴出口直径大的通电状态；
[0022]S105、控制喷粉机构的喷粉管系统根据激光光斑直径进行适应性地切换。
[0023]相较于现有技术，本发明提供的喷粉式3D打印喷头利用其中的变光斑机构，可以实时调节激光光斑直径大小，实现有效提高喷粉式3D打印效率的情况下，满足不同加工质量的需求。同时，所述喷粉式3D打印喷头利用其中的喷粉机构，可以实现喷粉管和喷嘴出口直径大小的实时可调，随着激光光斑直径的改变，喷粉管和喷嘴出口直径大小实时改变以适应激光光斑直径尺寸的变化，高效利用粉末和中轴保护气，提高喷粉式3D打印的材料利用率。此外，本发明提供的喷粉式3D打印喷头的控制方法步骤简单，易于操作实现。
【附图说明】
[0024]图1为本发明第一实施例提供的喷粉式3D打印喷头中的变光斑机构为升降台离焦机构时的小光斑工作状态示意图；
[0025]图2为图1所示喷粉式3D打印喷头中的变光斑机构为升降台离焦机构时的大光斑工作状态示意图；
[0026]图3为本发明第一实施例提供的喷粉式3D打印喷头中的变光斑机构为扩束镜扩束机构时的小光斑工作状态示意图；
[0027]图4为图3所示喷粉式3D打印喷头中的变光斑机构为扩束镜扩束机构时的大光斑工作状态示意图；
[0028]图5为本发明第二实施例提供的喷粉式3D打印喷头的控制方法的流程图；
[0029]图6为利用图5所示喷粉式3D打印喷头的控制方法进行零件加工的工作过程图。
【具体实施方式】
[0030]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0031]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0032]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0033]本发明第一实施例提供一种喷粉式3D打印喷头，其包括可调节激光光斑直径的变光斑机构、中间连接机构、喷嘴机构及喷粉机构，所述变光斑机构通过所述中间连接机构和所述喷嘴机构相连接，所述喷嘴机构的喷嘴出口直径随着激光光斑直径的调节而改变，所述喷粉机构与所述喷嘴机构相连接，所述喷粉机构具有多个内径不同的喷粉管系统，所述多套喷粉管系统根据激光光斑直径的改变而进行适用性地切换。
[0034]本发明中，所述喷粉式3D打印喷头中的变光斑机构分别为升降台离焦机构(如图I和图2所示)和扩束镜扩束机构(如图3和图4所示)O
[0035]请一并参阅图1和图2，所述变光斑机构为升降台离焦机构，所述升降台离焦机构包括激光头1、上连接套2、外壳3、升降台4、水冷接头5、聚焦镜座6、聚焦镜7及升降台支架8。激光头I发出红外激光，其通过上连接套2与外壳3相连接；升降台4和升降台支架8可活动地连接，控制升降台4进行升降，可以实现升降台支架8的上下移动，优选地，本实施例中，升降台4采用电动控制，由此可以实现升降台的自动控制；水冷接头5用于对聚焦镜7进行水冷降温，其安装在聚焦镜座6上；承载聚焦镜7的聚焦镜座6安装在升降台支架8上，升降台支架8与升降台4连接在一起，随着升降台4的升降，聚焦镜7可随升降台支架8在垂直方向移动，进而实现离焦。
[0036]本实施例中，升降台4、水冷接头5、聚焦镜座6、聚焦镜7及升降台支架8均设置于外壳3内。
[0037]请参阅图1，升降台4处于原点位置不动时，激光焦平面位于加工平面上，此时光斑直径尺寸较小，喷粉式3D打印喷头处于小光斑工作状态。
[0038]请参阅图2，升降台4向下移动偏移原点位置时，激光焦平面偏离加工平面，加工平面处于离焦状态，此时光斑尺寸变大，喷粉式3D打印喷头处于大光斑工作状态。
[0039]请一并参阅图3和图4，所述变光斑机构为扩束镜扩束机构，所述扩束镜扩束机构包括激光头1、上连接套2、外壳3、水冷接头5、聚焦镜座6、聚焦镜7、扩束镜支架24、扩束镜25、电动旋转台26及对中支架27。激光头I发出红外激光，其通过上连接套2与外壳3相连接；聚焦镜7承载于聚焦镜座6 ;扩束镜25安装在扩束镜支架24上，扩束镜支架24和电动旋转台26相连接，扩束镜支架24随着电动旋转台26的旋转而带动扩束镜25切入光路或切出光路，切入光路时扩束镜25位于聚焦镜7的正上方，切出光路时扩束镜25偏离聚焦镜7 ;对中支架27用于对聚焦镜7进行对中调节，其安装于聚焦镜座6。
[0040]可以理解的是，通过电动旋转台26即可控制扩束镜25和聚焦镜7正对(切入光路)或偏离(切出光路)，进而实现激光光束的增束或不增束。
[0041]请参阅图3，电动旋转台26处于原点位置不旋转时，扩束镜25切入激光光路，扩束镜25处于轴心光路中，激光光束在扩束镜25的作用下光束直径变大，由于光束被扩束增大，此时，通过聚焦镜7聚焦的光斑直径较小，喷粉式3D打印喷头处于小光斑工作状态。
[0042]请参阅图4，电动旋转台26旋转一定角度时，扩束镜25切出激光光路，激光光束不再经过扩束镜25的增束作用，激光光束直径较小，此时，通过聚焦镜7聚焦的光斑直径变大，喷粉式3D打印喷头处于大光斑工作状态。
[0043]请一并参阅图1至图4，所述中间连接机构包括保护镜9、下连接套10、连接套筒
11、滑动套筒12及调节螺母13。保护镜9安装在下连接套10的凹槽(图未标示)内，下连接套10的上端和所述变光斑机构的外壳3相连接，下连接套10的下端和连接套筒11相连接，连接套筒11具有两个长条凹槽(图未标示)，滑动套筒12的两个凸台(图未标示)卡入连接套筒11的两个长条凹槽内，调节螺母13套设在连接套筒11上，并顶紧滑动套筒12的两个凸台，所述变光斑机构与工作平面之间的工作距离随调节螺母13的调节而实时调整。
[0044]可以理解的是，根据调节螺母13的上下调整，可以实现所述变光斑机构的聚焦镜7和工作平面之间的工作距离实时调整，进而可以确定焦点位置。
[0045]所述喷嘴机构包括激光喷嘴14、电磁铁15、中轴套筒16、铁滑块17、挡块18、连杆19及喷嘴挡块20。所述喷嘴机构采用曲柄滑块机构的原理来改变喷嘴出口直径尺寸。激光喷嘴14的上方和所述中间连接机构相连接，具体地，激光喷嘴14的上方和所述中间连接机构的滑动套筒12相连接；电磁铁15设置于连杆19的上端，且安装于中轴套筒16的两个凹槽内；中轴套筒16的上端通过螺纹连接安装在所述中间连接机构上，具体地，中轴套筒16的上端通过螺纹连接安装在所述中间连接机构的滑动套筒12上；铁滑块17套设在中轴套筒16上，且位于连杆19的下端；挡块18拧紧在中轴套筒16上顶住铁滑块17，喷嘴挡块20紧贴于激光喷嘴14的内侧，喷嘴挡块20通过连杆19铰接于中轴套筒16。
[0046]本实施例中，所述的喷嘴机构包括两个连杆19和四块扇形结构的喷嘴挡块20，即紧贴于激光喷嘴14内侧的是四块扇形喷嘴挡块20，喷嘴挡块20通过两个连杆19的铰接于中轴套筒16，当然，并不局限于此，连杆19和喷嘴挡块的20的数量也可以根据具体需要进行设计。
[0047]本实施例中，连杆19包括第一杆和第二杆(图未标示)，所述第一杆和所述第二杆通过销钉或销轴铰接。所述第一杆远离所述第二杆的端部铰接于中轴套筒16，所述第二杆远离所述第一杆的端部铰接于喷嘴挡块20。
[0048]优选地，挡块18和中轴套筒16螺纹配合。
[0049]请一并参阅图1和图3，当喷粉式3D打印喷头处于小光斑工作状态时，电磁铁15不上电，铁滑块17在重力的作用下降到中轴套筒16下端，连杆19与铁滑块17不接触，处于松弛状态，四个喷嘴挡块20伸出激光喷嘴14一定距离并遮挡部分激光喷嘴14，使激光喷嘴14的出口直径变小，以适应光斑尺寸的变化减小中轴保护气用量。
[0050]请一并参阅参见图2和图4，当喷粉式3D打印喷头处于大光斑工作状态时，电磁铁15上电，铁滑块17受到电磁铁15的牵引向上顶紧连杆19，连杆19旋转一定的角度，并牵引四个扇形喷嘴挡块20沿着激光喷嘴14内壁面向上移动，四个扇形喷嘴挡块20不再遮挡激光喷嘴14，激光喷嘴14出口直径变大，增加中轴保护气的用量，实现中轴保护气的合理尚效利用。
[0051]请一并参阅图1至图4，所述喷粉机构包括喷管架21和多个内径不同的喷粉管系统，每个所述喷粉管系统均具有多个喷粉管22。喷管架21连接在激光喷嘴14上，喷粉管22和喷管架21相连接。本实施例中，所述喷粉机构包括采用三个内径不同的所述喷粉管系统，每个所述喷粉管系统均具有四个互成90度的喷粉管22，四个喷粉管22喷出的粉末汇聚于中心被激光作用形成熔池。
[0052]可以理解的是，不同喷粉管系统中的喷粉管22的直径不同。
[0053]当喷粉式3D打印喷头处于小光斑工作状态时，形成的熔池较小，程序自动控制较小内径的喷粉管系统中的喷粉管22喷粉，其余喷粉管系统中的喷粉管22则不喷粉，以适应熔池的尺寸；当喷粉式3D打印喷头处于大光斑工作状态时，形成的熔池较大，程序自动控制较大内径的喷粉管系统中的喷粉管22喷粉，其余喷粉管系统中的喷粉管22则不喷粉，以适应较大的熔池尺寸，实现金属粉末的高效利用。
[0054]可以理解的是，本发明提供的喷粉式3D打印喷头可以通过其中的变光斑机构(升降台离焦机构或扩束镜扩束机构)实现激光光斑直径大小在加工过程中的实时可调，进而可以实现在零件表面加工和零件内部填充加工之间实现光斑直径的任意切换，满足不同的加工质量要求。
[0055]请参阅图5，本发明第二实施例提供一种喷粉式3D打印喷头的控制方法，其包括如下步骤:S101、控制变光斑机构改变激光光斑直径；S103、控制喷嘴机构的电磁铁处于对应喷嘴出口直径小的不上电状态或对应喷嘴出口直径大的通电状态；S105、控制喷粉机构的喷粉管系统根据激光光斑直径进行适应性地切换。
[0056]以下，本发明通过金属3D打印机加工零件为例进行说明。
[0057]请参阅图6，当金属3D打印机加工零件轮廓表面时，采用喷粉式3D打印喷头中的升降台离焦机构或扩束镜扩束机构改变激光光斑直径，使用较小的光斑直径，以获得较好的表面加工质量。
[0058]喷嘴机构的电磁铁15处于不上电状态，使喷嘴出口直径较小，以适应较小的光斑直径。
[0059]采用程序自动控制切换喷粉管系统，采用较小内径的喷粉管系统，以适应较小的光斑直径。
[0060]当金属3D打印机加工零件内部(即零件填充加工)时，采用喷粉式3D打印喷头中的升降台离焦机构或扩束镜扩束机构改变激光光斑直径，使用较大的光斑直径，以获得较快的加工速度。
[0061]喷嘴部分的电磁铁15处于通电状态，使喷嘴出口直径较大，以适应较大的光斑直径。
[0062]采用程序自动控制切换喷粉管系统，采用较大内径的喷粉管系统，以适应较大的光斑直径。
[0063]相较于现有技术，本发明提供的喷粉式3D打印喷头利用其中的变光斑机构，可以实时调节激光光斑直径大小，实现有效提高喷粉式3D打印效率的情况下，满足不同加工质量的需求。同时，所述喷粉式3D打印喷头利用其中的喷粉机构，可以实现喷粉管和喷嘴出口直径大小的实时可调，随着激光光斑直径的改变，喷粉管和喷嘴出口直径大小实时改变以适应激光光斑直径尺寸的变化，高效利用粉末和中轴保护气，提高喷粉式3D打印的材料利用率。此外，本发明提供的喷粉式3D打印喷头的控制方法步骤简单，易于操作实现。
[0064]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种喷粉式3D打印喷头，其特征在于，所述喷粉式3D打印喷头包括可调节激光光斑直径的变光斑机构、中间连接机构、喷嘴机构及喷粉机构，所述变光斑机构通过所述中间连接机构和所述喷嘴机构相连接，所述喷嘴机构的喷嘴出口直径随着激光光斑直径的调节而改变，所述喷粉机构与所述喷嘴机构相连接，所述喷粉机构具有多个内径不同的喷粉管系统，所述多个喷粉管系统根据激光光斑直径的改变而进行适用性地切换。2.如权利要求1所述的喷粉式3D打印喷头，其特征在于，所述变光斑机构为升降台离焦机构，所述升降台离焦机构包括激光头(I)、上连接套(2)、外壳(3)、升降台(4)、聚焦镜座(6)、聚焦镜(7)及升降台支架(8)，激光头⑴通过上连接套⑵与外壳(3)相连接，升降台(4)和升降台支架(8)可活动地连接，承载聚焦镜(7)的聚焦镜座(6)安装在升降台支架(8)上，聚焦镜(7)随着升降台(4)驱动升降台支架(8)的升降而沿垂直方向移动离焦。3.如权利要求2所述的喷粉式3D打印喷头，其特征在于，所述升降台离焦机构还包括对聚焦镜(7)进行降温的水冷接头(5)，水冷接头(5)安装于聚焦镜座(6)。4.如权利要求1所述的喷粉式3D打印喷头，其特征在于，所述变光斑机构为扩束镜扩束机构，所述扩束镜扩束机构包括激光头(I)、上连接套(2)、外壳(3)、聚焦镜座(6)、聚焦镜(7)、扩束镜支架(24)、扩束镜(25)及电动旋转台(26)，激光头(I)通过上连接套(2)与外壳(3)相连接，聚焦镜(7)承载于聚焦镜座￠)，扩束镜(25)安装在扩束镜支架(24)上，扩束镜支架(24)和电动旋转台(26)相连接，扩束镜支架(24)随着电动旋转台(26)的旋转而带动扩束镜(25)切入光路或切出光路，切入光路时扩束镜(25)位于聚焦镜(7)的正上方，切出光路时扩束镜(25)偏离聚焦镜(7)。5.如权利要求4所述的喷粉式3D打印喷头，其特征在于，所述扩束镜扩束机构还包括对聚焦镜(7)进行降温的水冷接头(5)，水冷接头(5)安装于聚焦镜座(6)。6.如权利要求4所述的喷粉式3D打印喷头，其特征在于，所述扩束镜扩束机构还包括对聚焦镜(7)进行对中调节的对中支架(27)，对中支架(27)安装于聚焦镜座(6)。7.如权利要求1所述的喷粉式3D打印喷头，其特征在于，所述中间连接机构包括保护镜(9)、下连接套(10)、连接套筒(11)、滑动套筒(12)及调节螺母(13)，保护镜(9)安装在下连接套(10)的凹槽内，下连接套(10)的上端和所述变光斑机构的外壳(3)相连接，下连接套(10)的下端和连接套筒(11)相连接，连接套筒(11)具有两个长条凹槽，滑动套筒(12)的两个凸台卡入连接套筒(11)的两个长条凹槽内，调节螺母(13)套设在连接套筒(11)上，并顶紧滑动套筒(12)的两个凸台，所述变光斑机构与工作平面之间的工作距离随调节螺母(13)的调节而实时调整。8.如权利要求1所述的喷粉式3D打印喷头，其特征在于，所述喷嘴机构包括激光喷嘴(14)、电磁铁(15)、中轴套筒(16)、铁滑块(17)、挡块(18)、连杆(19)及喷嘴挡块(20)，激光喷嘴(14)的上方和所述中间连接机构相连接，电磁铁(15)设置于连杆(19)的上端，且安装于中轴套筒(16)的两个凹槽内，中轴套筒(16)的上端通过螺纹连接安装在所述中间连接机构上，铁滑块(17)套设于中轴套筒(16)上，且位于连杆(19)的下端，挡块(18)拧紧在中轴套筒(16)上顶住铁滑块(17)，喷嘴挡块(20)紧贴于激光喷嘴(14)的内侧，喷嘴挡块(20)通过连杆(19)铰接于中轴套筒(16) ο9.如权利要求8所述的喷粉式3D打印喷头，其特征在于，所述的喷嘴机构包括两个连杆(19)和四块扇形结构的喷嘴挡块(20)。10.如权利要求1所述的喷粉式3D打印喷头，其特征在于，所述喷粉机构包括喷管架(21)和多个内径不同的喷粉管系统，每个所述喷粉管系统均具有多个喷粉管(22)，喷管架(21)连接于所述喷嘴机构，喷粉管(22)和喷管架(21)相连接。11.如权利要求10所述的喷粉式3D打印喷头，其特征在于，所述喷粉机构包括三个内径不同的所述喷粉管系统，每个所述喷粉管系统均具有四个互成90度的喷粉管(22)，四个喷粉管(22)喷出的粉末汇聚于中心被激光作用形成熔池。12.一种喷粉式3D打印喷头的控制方法，其特征在于，包括如下步骤: S11、控制变光斑机构改变激光光斑直径； S103、控制喷嘴机构的电磁铁处于对应喷嘴出口直径小的不上电状态或对应喷嘴出口直径大的通电状态； S105、控制喷粉机构的喷粉管系统根据激光光斑直径进行适应性地切换。
【文档编号】B29C67/00GK106032063SQ201510115235
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月16日
【发明人】王宁, 杨小君, 赵卫, 贺斌
【申请人】中国科学院西安光学精密机械研究所