激光熔敷装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光熔敷装置的技术，更详细而言，涉及用于使熔敷加工时剩余的金属粉末的回收变得容易从而提高激光熔敷装置的运转效率的技术。
【背景技术】
[0002]以往，公知有如下技术:为了实现耐磨损性等的提高，对气缸盖的气门座部实施熔敷加工。
[0003]熔敷加工是如下加工:对气门座部照射激光并对该照射部位喷射金属粉末，由此使金属粉末熔融而利用不同种类的金属局部地将气门座部覆盖。
[0004]在进行熔敷加工时，所喷射的金属粉末并非全部附着于气门座部，而是产生剩余的金属粉末。若对剩余的金属粉末置之不理，则剩余的金属粉末有时进入到部件、生产装置的间隙等中而引起不良情况，因此希望迅速地对其进行回收。
[0005]而且，以往在熔敷加工时，探讨了各种用于对剩余的金属粉末进行回收的技术，例如存在以下所示的专利文献I中公开的技术。
[0006]在专利文献I所公开的现有技术中，形成为如下结构:在使用激光熔敷装置对气门座部进行熔敷加工时，对剩余的金属粉末、所产生的烟尘进行吸引而将其从气门座部除去。
[0007]另外，在专利文献I所公开的现有技术中，形成为如下结构:在用于吸引金属粉末、烟尘的管道设置有过滤器，利用该过滤器来捕集所吸引的烟尘与金属粉末。
[0008]在激光熔敷装置中，若提高用于吸引金属粉末的风量，则甚至应当附着于气门座部的金属粉末也会被吸引，因此存在不能过度地提高排气风量的情况。
[0009]而且，在专利文献I所公开的现有技术中，由于金属粉末容易在管道的横置(水平)部分堆积，因此对管道的清扫频率升高。
[0010]另外，在现有技术中，为了不因过滤器的孔眼堵塞而导致风量降低，频繁地进行过滤器的维护(更换、清扫)。
[0011]因此，以往在一边回收金属粉末一边进行熔敷加工的情况下，产生难以提高激光熔敷装置的运转效率的问题。
[0012]专利文献1:日本特开2008 - 188648号公报
【发明内容】
[0013]本发明是鉴于这样的现状的课题而提出的，其目的在于提供一种激光熔敷装置，在使用激光熔敷装置的熔敷加工中，能够容易地进行金属粉末的回收，并能够实现运转效率的提尚。
[0014]本发明所欲解决的课题如上，接下来对用于解决该课题的方法进行说明。
[0015]S卩，在技术方案I中，激光熔敷装置对工件的被加工部一边供给金属粉末、一边照射激光，由此对上述被加工部进行熔敷加工，上述激光熔敷装置具备:管道，其与上述被加工部连接；以及集尘单元，其经由上述管道而对在上述被加工部处剩余的金属粉末进行吸弓I，上述管道具备:铅直部，其是形成为直管状、且以轴线方向大致铅直的姿势配置的部位；以及分支部，其是从上述铅直部分支、且以分支方向比水平方向朝上的姿势配置的部位，上述集尘单元与上述分支部的末端侧连接。
[0016]在技术方案2中，上述分支部相对于比该分支部的分支位置靠上方的上述铅直部以形成为锐角的角度分支。
[0017]在技术方案3中，上述管道具备缩径部，该缩径部是位于比上述铅直部中的上述分支部的分支位置靠下方的位置的部位，并具有与位于上述铅直部中的比上述分支部的分支位置靠上方的位置的部分的管道面积相比缩小了管道面积的部分，上述缩径部的下端在比所述缩小了管道面积的部分靠下方的位置敞开。
[0018]作为本发明的效果，实现了以下所示的效果。
[0019]在技术方案I中，能够容易地使金属粉末从含有金属粉末与烟尘的废气分离。由此，能够抑制金属粉末朝向管道中的堆积，从而能够降低集尘器以及管道的维护频率。由此，能够提高激光熔敷装置的运转效率。
[0020]在技术方案2中，能够更加可靠地使金属粉末从含有金属粉末与烟尘的废气分离。
[0021]在技术方案3中，能够容易地对从含有金属粉末与烟尘的废气分离的金属粉末进行回收。
【附图说明】
[0022]图1是示出本发明的一实施方式所涉及的激光熔敷装置的整体结构的示意图。
[0023]图2是示出管道设备相对于气缸盖的连接状况的示意图。
[0024]图3是示出本发明的一实施方式所涉及的激光熔敷装置的整体结构(与排气及进气端口的双方连接的结构)的示意图。
[0025]附图标记的说明
[0026]1...气缸盖；10…激光熔敷装置；20...管道；21...铅直部；22...分支部；23...缩径部;30…集尘器；M...金属粉末；F...烟尘。
【具体实施方式】
[0027]接下来，对发明的实施方式进行说明。
[0028]首先，利用图1及图2对本发明的一实施方式所涉及的激光熔敷装置进行说明。
[0029]此外，以下，将图1中示出的箭头X的方向规定为铅直上方，并基于箭头X的方向而规定上下方向(在图3中相同)。另外，将与图1中示出的箭头X正交的方向规定为水平方向。
[0030]这里，首先对作为利用激光熔敷装置进行熔敷加工的对象工件的气缸盖进行说明。
[0031]如图1所示，本实施方式中的作为熔敷加工的对象工件的气缸盖I是发动机的构成部件之一，多个种类的端口(排气端口 2以及进气端口 3)分别形成有多个，各端口 2、3成为熔敷加工的被加工部。
[0032]在各端口 2、3形成有供气门(未图示)抵接的部位即气门座部2a、3a，该气门座部2a、3a成为各端口 2、3中的具体的熔敷加工的对象部位。
[0033]接下来，对本发明的一实施方式所涉及的激光熔敷装置的整体结构进行说明。
[0034]图1所示的激光熔敷装置10是用于对气缸盖I的气门座部2a、3a实施熔敷加工的装置，其具备熔敷喷嘴11、管道20、集尘器30等。
[0035]此外，在图1所示的实施方式中，举例示出了对气缸盖I所具备的各端口 2、3中的、排气端口 2的气门座部2a实施熔敷加工的情况。
[0036]另外，在激光熔敷装置10中，虽省略了图示，但具备激光振荡器、用于支承气缸盖I的支承夹具等。
[0037]另外，激光熔敷装置10还能够对气缸盖I以外的工件进行熔敷加工。
[0038]熔敷喷嘴11是对熔敷加工的对象物照射激光的激光照射单元，并构成为对该对象物喷吹金属粉末M与保护气体的喷射单元，该熔敷喷嘴11构成为能够在激光的光轴上喷射金属粉末M与保护气体。
[0039]金属粉末M是使得相对于构成气缸盖I的材质成为不同种类的金属的材质变成粉末状后的物质，例如能够使用铜系的金属等。
[0040]而且，形成为如下结构:在由激光熔敷装置10针对气门座部2a所进行的熔敷加工中，利用熔敷喷嘴11，一边对气门座部2a照射激光、一边向该激光的照射位置喷吹金属粉末M与保护气体。
[0041]S卩，由激光熔敷装置10所进行的熔敷加工构成为:在气门座部2a处于保护气体气氛中的状态下，在气门座部2a上的激光的照射位置使金属粉末M熔融，并利用熔融后的金属粉末M将气门座部2a覆盖。
[0042]在针对气门座部2a的熔敷加工中，构成为:在排气端口 2的气门座部2a侧的相反侧的端部，连接有管道20以及集尘器30，利用管道20以及集尘器30，一边对排气端口 2内进行吸引且对气门座部2a周围进行吸引，一边进行熔敷加工。
[0043]在进行熔敷加工时，对气门座部2a供给的金属粉末M的大半部分熔融并附着于气门座部2a，但一部分并未熔融而是保持粉末状的状态残存于气门座部2a周围。在熔敷加工中，构成为:利用管道20以及集尘器30对保持粉末状的状态而残留的剩余的金属粉末M、加工时所产生的烟尘F (蒸发金属冷却而生成的微小粉尘)进行吸引，从而将其从气门座部2a除去。
[0044]此外，与金属粉末M相比，烟尘F具有一个个粉尘的粒径小且轻的性质。在本实施方式中，金属粉末M的粒径为ΙΟμπι?150 μ m左右，烟尘F的粒径为Iym以下左右，因此与金属粉末M相比，烟尘F的重量相当轻。因此，烟尘F具有比金属粉末M容易随着废气的流动而被输送的性质。
[0045]如图1及图2所示，管道20是用于将气缸盖I与集尘器30连接的部件，其具备铅直部21、分支部22、缩径部23、连接部24等。
[0046]而且，形成为如下结构:利用管道20以及集尘器30对在气门座部2a周围所产生的剩余的金属粉末M以及烟尘F进行吸引。
[0047]铅直部21是构成管道20的一部分、且形成为直管状的部位，其以轴线方向大致铅直(在本实施方式中为完全铅直)的姿势配置。即，铅直部21是沿上下方向呈直线状地延伸的部位。而且，从铅直部21通过的废气的流动方向大致铅直向下。
[0048]分支部22是构成管道20的一部分、且从铅直部21分支的部位，其以分支方向(从分支部22的基端部朝向排气方向的方向)比水平方向朝上的姿势配置。
[0049]而且，在管道20中，构成为:将铅直部21中大致铅直向下流动的废气的流动方向在分支部22中急剧地变更为比水平方向朝上的方向。
[0050]缩径部23是构成管道20的一部分、且位于铅直部21中的比分支部22的形成位置靠下方的位置的部位，其从铅直部21中的分支部22的形成位置向下方延伸，其轴线方向大致铅直。
[0051]而且，在缩径部23中，具有使该缩径部23的管道面积缩小得比分支部22分支前(废气的流动方向的上游侧)的铅直部21的管道面积小的部分。
[0052]并且，在本实施方式中，形成为使得缩径部23的下端敞开的结构，并形成为如下结构:使得空气还从缩径部23流入，并从敞开的缩径部23排出金属粉末M0在缩径部23中，位于比缩小了上述管道面积的部分靠下方的位置的部位敞开。
[0053]如图2所示，连接部24是与多个排气端口 2、2...分别独立地连接的部位，构成为利用多个连接部24、24..?分别独立地对各排气端口 2、2..?进行吸引。多个连接部24、24..?在排气方向的下游侧汇合，并汇集为一个管道(在本实施方式中为铅直部
21) ο
[0054]优选各连接部24、24...如所谓的排气管(排气集管)那样构成为使得各连接部24、24..?的排气量均匀。
[0055]此外，激光熔敷装置10构成为:具备用于保持连接部24并将其向气缸盖I按压的按压机构(未图示)，利用该按压机构而使得排气端口 2与连接部24之