专利名称：微、纳米粉末定点传送送粉头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于微、纳米相金属粉末激光生长法微成型的粉末定点传送送粉头，属于激光微技术领域。
背景技术：
激光微成型既不同于光固化立体造形，也不是简单的选区激光烧结。激光微成形技术将选区激光烧结快速成形技术与纳米科学技术、激光技术、计算机控制技术结合起来，应用分层制造思想，以精细聚焦激光熔烧微、纳米粉直接成形三维微结构。采用微、纳米粉进行激光微成型，具有成形精度高、成形尺寸小、机械性能好、操作安全等优点。
微、纳米金属粉末激光微成型技术，是一种以激光作为加工手段，以微、纳米金属粉作为原材料，利用生长法熔化成型的激光加工技术，属于激光微技术领域。纳米微粒尺寸极小、颗粒均匀、具有很大的比表面积，在气体中易于悬浮，因此微、纳米粉末一般采取气载方式传送，于是在加工工艺上载气分离就成为关键技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种微、纳米粉末的定点传送用送粉头。
微、纳米粉末定点传送送粉头，其特征在于是上部为内壁轮廓呈圆柱形的管状结构段形成的接收通道1，和下部为内壁轮廓呈圆锥形的结构段形成的锥形通道2所共同构成的一个管状通道；锥形通道2的下部分用过圆锥形轴线的和垂直于圆锥形轴线的两个面截去一半；并把剩余部分沿中间线一分为二，形成两个对称的振动尖端6，两个对称的振动尖端6之间形成有利于引流和形成共振的狭缝4；粉末输入管道插入接收通道1内，接收通道1的内径大于粉末输送管道的外径，这两者相互之间无接触。
所述的微、纳米粉末定点传送送粉头，其特征在于锥形通道2被截的部分与振动尖端6之间，沿圆锥形轴线方向设有延长槽5。
所述的微、纳米粉末定点传送送粉头，其特征在于振动尖端6的壁厚小于0.2mm。
所述的微、纳米粉末定点传送送粉头，其特征在于振动尖端6壁厚与狭缝4长度之比小于1∶40。
本发明的载气分离效果好；可以传送微、纳米尺寸量级的金属粉末，且将其定点传送到加工位的定位精度可达到亚微米量级。
图1微、纳米粉末定点传送送粉头结构示意图主视剖面图，其中1、接收通道，2、锥形通道，3、缓冲区，5、延长槽，6、振动尖端；图2微、纳米粉末定点传送送粉头结构示意图侧视剖面图，其中4、狭缝；图3微、纳米粉末定点传送送粉头立体图；图4微、纳米粉末定点传送送粉头无延长槽结构示意图主视剖面图。
具体实施例方式
下面结合附图，详细介绍本发明的实施例。
实施例一粉末输入管道的外径为φ6，该粉末输入管道插入接收通道1约1.5mm深，接收通道1内径为φ8，锥形通道2长20mm，锥度约9°，缓冲区3长约3mm，振动尖端6壁厚0.18mm，狭缝4宽0.18mm，狭缝4长8mm，延长槽5长15mm。
本实施例的接收通道1入口处为圆孔，圆孔孔径大于粉末输入管道外径，即送粉头入口与粉末输入管道无接触，这有利于粉末束流中气体从此口泻放，从而使粉末束流在进入送粉头接收通道1时实现了第一次载气分离，且有利于粉末束载流气体管道定位。送粉头中段为锥形通道2，形成一个接收漏斗，这种结构可以形成一个漩涡，有利于粉末颗粒的收集，使惯性相对气体分子更大一些的粉末颗粒更有利于向出口处运动。锥形通道2末端内部设有一小段半圆柱体形成的缓冲区3，此结构的目的是把粉末束流通量密度减小，使其变得缓和，并且使送粉头出口变为斜向下，为粉末颗粒转变运动方向做准备。送粉头末端为振动尖端6，其形状如同钢笔笔尖，当粉末束流经过缓冲区3后，其所受阻碍只有下方的两个振动尖端6，这种非对称结构形成了第二次载气分离。
微、纳米粉末定点传送送粉头工作在充满自上而下流动的惰性气体的保护环境中，粉末束流顺着振动尖端6的指向方向运动，与保护气体一起形成的合力，使振动尖端6产生趋于中心线方向的弹性变形，振动尖端6自身的弹性又形成一个反方向的弹力，随着形变量周期变化，振动尖端6进行周期振动。采用两个对称尖端是为了有利于形成共振，加大振幅和更易形成振动。这种振动对粉末定点传送有三个好处一则可以避免通道堵塞；二则可以使粉末颗粒停止继续向前运动，并将其运动方向转向加工位；三则可以使粉末颗粒在机械振动中更容易排列得紧密，起到第三次载气分离的作用。狭缝4的效果在于有利于形成共振，加大振动尖端6的振幅。延长槽5的效果在于相对延长振动尖端6，有利于振动尖端6的起振，并加大振动尖端6的振幅。
实施例二上述实施例一中，其它尺寸条件不变情况下，振动尖端6壁厚0.1mm，狭缝4宽0.36mm，狭缝4长10mm，无延长槽，如图4所示。
本实施例中，由于振动尖端6壁厚较薄，狭缝4较长、较宽，从而使此微、纳米粉末定点传送送粉头的末端与实施例一相比，形成更加细长的两个振动尖端6，在同样的外力条件下，更容易形成形变，也就更容易形成受迫振动。
虽然延长槽5的效果主要在于加大振动尖端6的振幅，有利于粉末颗粒的运动方向转向加工位，但是如果由于延长槽5的存在而使振动尖端6过长，在送粉头与气体保护装置的配合使用中，振动尖端6在保护气体的压力和粉末束流形成的共同作用力下，有可能形成非弹性形变，从而影响送粉效果。
权利要求
1.微、纳米粉末定点传送送粉头，其特征在于是上部为内壁轮廓呈圆柱形的管状结构段形成的接收通道(1)，和下部为内壁轮廓呈圆锥形的结构段形成的锥形通道(2)所共同构成的一个管状通道；锥形通道(2)的下部分用过圆锥形轴线的和垂直于圆锥形轴线的两个面截去一半；并把剩余部分沿中间线一分为二，形成两个对称的振动尖端(6)，两个对称的振动尖端(6)之间形成有利于引流和形成共振的狭缝(4)；粉末输入管道插入接收通道(1)内，接收通道(1)的内径大于粉末输送管道的外径，这两者相互之间无接触。
2.根据权利要求1所述的微、纳米粉末定点传送送粉头，其特征在于锥形通道(2)被截的部分与振动尖端(6)之间，沿圆锥形轴线方向设有延长槽(5)。
3.根据权利要求1所述的微、纳米粉末定点传送送粉头，其特征在于振动尖端(6)的壁厚小于0.2mm。
4.根据权利要求1所述的微、纳米粉末定点传送送粉头，其特征在于振动尖端(6)壁厚与狭缝(4)长度之比小于1∶40。
全文摘要
微、纳米粉末定点传送送粉头属于激光微技术领域，它是上部为内壁轮廓呈圆柱形的管状结构段形成的接收通道，和下部为内壁轮廓呈圆锥形的结构段形成的锥形通道所共同构成的管状通道；锥形通道的下部分用过圆锥形轴线的和垂直于圆锥形轴线的两个面截去一半；剩余部分沿中间线一分为二成两个对称的振动尖端，振动尖端之间形成有利于引流和形成共振的狭缝；粉末输入管道插入接收通道内，接收通道的内径大于粉末输送管道的外径，这两者相互之间无接触。锥形通道被截的部分与振动尖端之间，沿圆锥形轴线方向设有延长槽。振动尖端的壁厚小于0.2mm。振动尖端壁厚与狭缝长度之比小于1∶40。本发明可以将微、纳米粉末定点传送到加工位，简单易用。
文档编号B22F3/105GK1792749SQ20051013531
公开日2006年6月28日 申请日期2005年12月28日 优先权日2005年12月28日
发明者左铁钏, 王旭葆, 武强 申请人:北京工业大学