一种用于检测同轴送粉喷嘴汇聚性的光学装置的制作方法

1.本实用新型涉及增材制造技术领域，具体为一种用于检测同轴送粉喷嘴汇聚性的光学装置。


背景技术：

2.本实用新型涉及增材制造技术领域随着现代工业对高性能材料的要求不断提高，增材制造技术发展迅速，尤其是以激光同步送粉增材技术为代表的金属增材制造技术，广泛应用于航空航天、煤炭、冶金等工业领域。激光同轴送粉喷嘴，是这项技术中的核心器件之一。成型过程中，粉末需要均匀的、稳定的送入到激光熔池中，尤其是精密成型领域，要求送粉喷嘴具有很高的汇聚性，才能保证成型过程中，粉末能够有效的送入熔池中，从而获得更高的粉末利用率、更高的表面成型质量。所以同轴送粉装置是激光同步送粉增材制造装备的研究重点。
3.同轴送粉装置的焦散，即粉末粒子束聚焦的区域，是同轴送粉装置的重要指标之一。精确的控制喷嘴的焦散，才能使粉末精准有效的送入激光熔池中。而传统的焦散检测方法，是由一名员工在金属板上涂粉迹，然后由专家进行检查。这种检测方法受到人为因素影响较大，而且只有少数专家能以可重现的质量完成这项任务。导致这种方法无法广泛应用。而且这种方法只能观察到焦点位置粉末的分布情况，无法对喷嘴喷出的粉末在空间中的分布有一个清晰的认识。
4.基于这种情况，本发明设计了一种同轴送粉喷嘴汇聚性检测的装置和方法，不但可以简单迅速的实现同轴送粉喷嘴的汇聚性检测，而且可以多层次立体观察同轴送粉喷嘴喷出的粉末在空间中的分布情况。这种方法精度高，重复性好。不仅可以用于检测同轴送粉喷嘴的汇聚性，而且紧跟时代发展，可以构建数字化三维立体模型，对于研究改进同轴送粉喷嘴，改善其喷出粉末的空间分布的工作也很大帮助。因此在增材制造的生产和研发领域都会有广泛的应用，极具推广价值，具有良好的市场前景。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于检测同轴送粉喷嘴汇聚性的光学装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于检测同轴送粉喷嘴汇聚性的光学装置，包括底板，所述底板顶部的左侧固定连接支撑杆，所述支撑杆的表面滑动连接有定位套，所述定位套的右侧固定连接有连接杆，所述连接杆的右端固定连接有夹持装置，所述夹持装置上设置有同轴送粉模块，所述同轴送粉模块的底部连通有送粉喷嘴，所述同轴送粉模块的顶部设置有相机模块，所述底板顶部的右侧固定连接有支撑板，所述支撑板上开设有移动槽，所述支撑板的左侧滑动连接有滑块，所述滑块的左侧固定连接有激光发射器，所述滑块的右侧固定连接有固定螺杆，所述支撑板的右侧滑动连接有固定板，所述固定螺杆的右端贯穿固定板并延伸至固定板的外部，所述固定板的右侧转动连接有固定
旋钮，所述固定旋钮与固定螺杆螺纹连接。
7.所述底板的顶部开设有放置槽，所述放置槽的内部设置有收集杯，所述底板顶部的右侧固定连接有抽风机，所述底板顶部的右侧固定连接有过滤盒，所述过滤盒内壁的顶部和底部之间固定连接有过滤网，所述收集杯的右侧的底部连通有抽气管，所述抽气管的右端与过滤盒的左侧连通，所述抽风机的进风端通过管道与过滤盒的右侧连通。
8.所述定位套的左侧螺纹连接有定位螺杆，所述定位螺杆的右端贯穿定位套并延伸至定位套的外部，所述定位螺杆的左端固定连接有定位旋钮。
9.所述夹持装置包括两个夹持半环，两个所述夹持半环的一端均与连接杆的右端转动连接，两个所述夹持半环的一端转动连接，两个所述夹持半环的另一端均固定连接有挡块，两个所述挡块之间贯穿有固定螺栓。
10.所述支撑杆的表面设置有防滑纹。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该用于检测同轴送粉喷嘴汇聚性的光学装置，通过可以上下移动的平面激光光源照射粉末喷嘴喷射出的粉末锥束，得到不同高度截面的粉末锥束分布图像。以此为基础可以构建粉末锥束在空间分布的三维立体模型，进而可以找到锥束焦点，分析汇聚特性等。该方法精度高，重复性好，不仅可以用于生产上的同轴送粉喷嘴汇聚性检测，而且可以构建数字模型，对于研究改进同轴送粉喷嘴，改善其喷出粉末的空间分布的工作也有很大帮助。通过收集杯和抽风机可以有效地将喷出的粉材收集起来，减少实验过程中材料的浪费，因此在增材制造的生产和研发领域都会有广泛的应用，极具推广价值，具有良好的市场前景。
附图说明
12.图1为本实用新型提供的用于检测同轴送粉喷嘴汇聚性的光学装置的一种较佳实施例的结构示意图；
13.图2为图1所示支撑板的结构右视图；
14.图3为图1所示夹持装置的结构俯视图。
15.图中：1、底板；2、支撑杆；3、定位套；4、连接杆；5、夹持装置；6、同轴送粉模块；7、相机模块；8、支撑板；9、移动槽；10、滑块；11、激光发射器；12、固定螺杆；13、固定板；14、固定旋钮；15、放置槽；16、收集杯；17、抽风机；18、过滤盒；19、过滤网；20、抽气管；21、定位螺杆；22、定位旋钮；23、送粉喷嘴。
具体实施方式
16.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.请参阅图1
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3，本实用新型提供的一种实施例：一种用于检测同轴送粉喷嘴汇聚性的光学装置，包括底板1，底板1顶部的左侧固定连接支撑杆2，支撑杆2的表面滑动连接有定位套3，定位套3的右侧固定连接有连接杆4，连接杆4的右端固定连接有夹持装置5，夹持装置5上设置有同轴送粉模块6，同轴送粉模块6的底部连通有送粉喷嘴23，同轴送粉模块6的
顶部设置有相机模块7，底板1顶部的右侧固定连接有支撑板8，支撑板8上开设有移动槽9，支撑板8的左侧滑动连接有滑块10，滑块10的左侧固定连接有激光发射器11，滑块10的右侧固定连接有固定螺杆12，支撑板8的右侧滑动连接有固定板13，固定螺杆12的右端贯穿固定板13并延伸至固定板13的外部，固定板13的右侧转动连接有固定旋钮14，固定旋钮14与固定螺杆12螺纹连接。
18.底板1的顶部开设有放置槽15，放置槽15的内部设置有收集杯16，底板1顶部的右侧固定连接有抽风机17，底板1顶部的右侧固定连接有过滤盒18，过滤盒18内壁的顶部和底部之间固定连接有过滤网19，收集杯16的右侧的底部连通有抽气管20，抽气管20的右端与过滤盒18的左侧连通，抽风机17的进风端通过管道与过滤盒18的右侧连通，抽风机17与外部电源连接，抽风机17通过管道可以提供吸力，将喷出的粉末吸入收集杯16中，过滤网19可以防止粉末进入到抽风机17中。
19.定位套3的左侧螺纹连接有定位螺杆21，定位螺杆21的右端贯穿定位套3并延伸至定位套3的外部，定位螺杆21的左端固定连接有定位旋钮22。
20.夹持装置5包括两个夹持半环51，两个夹持半环51的一端均与连接杆4的右端转动连接，两个夹持半环51的一端转动连接，两个夹持半环51的另一端均固定连接有挡块52，两个挡块52之间贯穿有固定螺栓53。
21.支撑杆2的表面设置有防滑纹，防滑纹可以与定位螺杆21配合使用，增加定位螺杆21与支撑杆2之间的摩擦，从而进一步的提高定位套3的稳定性。
22.工作原理：使用时开启激光发射器11，调整同轴粉末喷嘴，使其按工作要求喷射粉末锥束，开启激光发射器11，照射粉末锥束的某一平面，使用相机模块7采集该平面的粉末分布图像，采集完毕后调整滑块10的位置，转动固定旋钮14，将固定板13与滑块10之间的距离增加，从而可以调整激光发射器11的位置，随后再次进行照射，相机模块7再次采集该平面的粉末分布图像，上下移动平面激光光源，在不同平面照射粉末锥束，即可得到粉末锥束不同高度截面形状，喷射出的粉末被收集杯16收集起来，减少实验过程中粉末的浪费，抽风机17的进风端通过管道与过滤盒18的右侧连通，抽风机17与外部电源连接，抽风机17通过管道可以提供吸力，将喷出的粉末吸入收集杯16中，过滤网19可以防止粉末进入到抽风机17中。
23.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。