鬼佬大哥大
  • / 10
  • 下載費用:30 金幣  

一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510741517.0

申請日:

2015.11.03

公開號:

CN105170979A

公開日:

2015.12.23

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):B22F 3/105申請公布日:20151223|||實質審查的生效IPC(主分類):B22F 3/105申請日:20151103|||公開
IPC分類號: B22F3/105; B33Y30/00(2015.01)I 主分類號: B22F3/105
申請人: 哈爾濱工業大學
發明人: 羅守一; 李福泉; 肖杰立; 徐嘯塵; 周哲遠
地址: 150001 黑龍江省哈爾濱市南崗區西大直街92號
優先權:
專利代理機構: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109 代理人: 牟永林
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201510741517.0

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.09.29|||2016.01.20|||2015.12.23

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,屬于增材制造領域。它解決了現有旁軸送粉噴嘴水冷模塊占用空間大,噴嘴出口易堵塞的問題。它包括頂蓋、腔體、送粉管和保護氣管,頂蓋下端與腔體上端密封連接,送粉管上端密封固定在腔體下端,保護氣管上端與送粉管密封連接,送粉管位于保護氣管內部,頂蓋的上表面中心處設有粉末輸入孔,靠近腔體上端的側壁上設有載氣輸氣孔,靠近保護氣管上端的側壁上設有保護氣輸氣孔,頂蓋、腔體和送粉管的內部空間連通,頂蓋、腔體、送粉管和保護氣管為同軸設置。本發明采用氣冷方式,三層收縮的內部結構,各部件間采用可拆卸的連接方式連接,占用空間小,且噴嘴不易堵塞。本發明所述的噴嘴主要應用于實體零件的制造。

權利要求書

權利要求書
1.  一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,其特征在于:它包括頂蓋(A)、腔體(B)、送粉管(C)和保護氣管(D),所述頂蓋(A)的下端與腔體(B)的上端密封連接,送粉管(C)的上端密封固定在腔體(B)的下端,保護氣管(D)的上端與送粉管(C)固定且密封連接,送粉管(C)位于保護氣管(D)的內部,頂蓋(A)的上表面的中心處設置有粉末輸入孔(1),在腔體(B)的側壁上、靠近腔體(B)上端的位置設置有載氣輸氣孔(2),在保護氣管(D)的側壁上、靠近保護氣管(D)上端的位置設置有保護氣輸氣孔(3),頂蓋(A)、腔體(B)和送粉管(C)的內部空間連通,頂蓋(A)、腔體(B)、送粉管(C)和保護氣管(D)為同軸設置,所述送粉管(C)上端與腔體(B)下端可拆卸連接。

2.  根據權利要求1所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,其特征在于:頂蓋(A)的下端與腔體(B)的上端采用螺紋連接。

3.  根據權利要求2所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,其特征在于:保護氣管(D)的上端與腔體(B)的下端采用螺紋連接。

4.  根據權利要求3所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,其特征在于:送粉管(C)的上端與腔體(B)的下端為過盈連接,腔體(B)的下端面設置有多個一號槽(4),所述多個一號槽(4)沿圓周方向均勻分布,且一號槽(4)的開口朝向腔體(B)的軸線,送粉管(C)上端設置有多個榫(5),所述多個榫(5)沿圓周方向均勻分布,一號槽(4)的數量與榫(5)的數量相同,每個榫(5)與一個一號槽(4)過盈配合。

5.  根據權利要求1所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,其特征在于:腔體(B)的內部空間分為四部分,從上至下依次為:一號圓柱、一號截頂圓錐體(E)、二號圓柱和二號截頂圓錐體(F),一號圓柱的直徑等于一號截頂圓錐體(E)的上底面直徑,一號截頂圓錐體(E)的上底面直徑大于一號截頂圓錐體(E)的下底面直徑,一號截頂圓錐體(E)的下底面直徑、二號圓柱的直徑以及二號截頂圓錐體(F)的上底面直徑相等,二號截頂圓錐體(F)的上底面直徑大于二號截頂圓錐體(F)的下底面直徑,一號截頂圓錐體(E)的母線與其底面的夾角為α,二號截頂圓錐體(F)的母線與其底面的夾角為β,α<β。

6.  根據權利要求5所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,其特征在于:保護氣管(D)的內部空間分為三部分,從上至下依次為:三號圓柱、三號截頂圓錐體(H)和四號圓柱,三號圓柱的直徑等于三號截頂圓錐體(H)的上底面直徑,三號截頂圓錐體(H)的上底面直徑大于三號截頂圓錐體(H)的下底面直徑,三號截頂圓錐體(H)的下底面直徑等于四號圓柱的直徑,三號截頂圓錐體(H)的母線與其底面的夾角為α。

7.  根據權利要求6所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,其特征在于:送粉管(C)的內部空間分為三部分,從上至下依次為:五號圓柱、四號截頂圓錐體(G)和六號圓柱,五號圓柱的直徑等于四號截頂圓錐體(G)的上底面直徑,四號截頂圓錐體(G)的上底面直徑大于四號截頂圓錐體(G)的下底面直徑,四號截頂圓錐體(G)的下底面直徑等于六號圓柱的直徑,四號截頂圓錐體(G)的母線與其底面的夾角為β。

8.  根據權利要求1所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,其特征在于:所述的腔體(B)中部的外壁上設置有多個相同的二號槽(6),所述的多個相同的二號槽(6)沿腔體(B)中部的橫截面的外圓周均勻分布。

9.  根據權利要求1所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,其特征在于:頂蓋(A)的下端與腔體(B)的上端的連接面、腔體(B)的下端與送粉管(C)的上端的連接面、以及保護氣管(D)的上端與送粉管(C)的連接面均設置有橡膠圈。

說明書

說明書一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴
技術領域
本發明涉及一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,屬于增材制造領域。
背景技術
目前,激光增材制造技術是一個熱門的研究領域。激光增材制造的基本原理是:首先在計算機中生成零件的三維CAD模型,然后將該模型按一定的厚度分層“切片”,再采用激光增材的方法按照輪廓軌跡逐層堆積材料,最終形成三維實體零件或需進行少量加工的毛坯。
激光增材系統主要由激光器、送粉器、送粉噴嘴和送粉氣路等幾部分構成。送粉噴嘴是確保增材制造構件精確成型的關鍵因素。
送粉噴嘴的基本功能是把從送粉器出口輸出的氣粉兩相流有效地混合并準確地送達激光光斑所在位置。這就對送粉的聚束性、挺度、精確可調性和抗熱沖擊性提出了嚴格的要求,而且氣體保護應與送粉同步實現,所以送粉頭的設計在激光立體成形中起著決定性的作用。
現有的送粉方式有兩種,一種是同軸送粉,另一種是旁軸送粉。與同軸送粉相比,旁軸送粉更為靈活,工藝適應性強。
旁軸送粉是將合金粉末從側向送入激光熔池的前沿,粉末熔融后與基材結合,形成熔覆層。其優點是熔覆層表面光滑,質量穩定。只要選擇合適的激光工藝參數,精確調整好自動送粉時粉末在零件表面的落點位置和激光光斑的位置,并注意將從噴嘴噴出的粉末速度控制在較低的范圍,就能夠得到均勻連續的激光熔覆層,并且合金粉末的利用率達到90%以上。
雖然現有的旁軸送粉噴嘴設計有很多優點,但是也存在著不足:華南師范大學發明的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,具有水冷模塊、導引光和傾角儀等特色,使得噴嘴冷卻效果良好,可以長時間穩定精密增材制造,提高了其效率和粉末利用率。但是水冷模塊結構復雜,占用的空間較大,導引光的使用大大增加了噴嘴的制造費用。浙江工業大學發明的一種可實現寬帶增材制造的旁軸粉末噴嘴,通過旋轉軸桿來調節擋條的移動,實現粉末出口寬度可調。但在長時間使用時,噴嘴出口容易堵塞,不便更換。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有的用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴水冷模塊占用空 間大,噴嘴出口易被堵塞的問題,提出了一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴。
本發明所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,它包括頂蓋A、腔體B、送粉管C和保護氣管D,所述頂蓋A的下端與腔體B的上端密封連接,送粉管C的上端密封固定在腔體B的下端,保護氣管D的上端與送粉管C固定且密封連接,送粉管C位于保護氣管D的內部,頂蓋A的上表面的中心處設置有粉末輸入孔1,在腔體B的側壁上、靠近腔體B上端的位置設置有載氣輸氣孔2,在保護氣管D的側壁上、靠近保護氣管D上端的位置設置有保護氣輸氣孔3,頂蓋A、腔體B和送粉管C的內部空間連通,頂蓋A、腔體B、送粉管C和保護氣管D為同軸設置,所述送粉管C上端與腔體B下端可拆卸連接。
本發明所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,在實際使用中,經保護氣輸氣孔3輸入低溫氬氣到保護氣管D內部,所述的低溫氬氣使本發明所述的噴嘴的溫度降低,屬于氣冷冷卻,該氣冷冷卻方式與現有的水冷冷卻方式相比,結構簡單,占用的空間小,易于實現;送粉管C的上端與腔體B的下端可拆卸連接,操作人員可以根據粉末種類來選擇具有最合適輸出口徑的送粉管,使粉末束流穩定輸出,減小了由于長期使用而堵塞的可能。
附圖說明
圖1是本發明所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴的剖面圖;
圖2是頂蓋A的結構示意圖;
圖3是腔體B的結構示意圖;
圖4是送粉管C的結構示意圖;
圖5是保護氣管D的結構示意圖;
圖6是本發明所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴的俯視圖。
具體實施方式
具體實施方式一:結合圖1和圖6說明本實施方式,本實施方式所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴,它包括頂蓋A、腔體B、送粉管C和保護氣管D,所述頂蓋A的下端與腔體B的上端密封連接,送粉管C的上端密封固定在腔體B的下端,保護氣管D的上端與送粉管C固定且密封連接,送粉管C位于保護氣管D的內部,頂蓋A的上表面的中心處設置有粉末輸入孔1,在腔體B的側壁上、靠近腔體B上端的位置設置有載氣輸氣孔2,在保護氣管D的側壁上、靠近保護氣管D上端的位置設置有保護氣輸氣孔3,頂蓋A、腔體B和送粉管C的內部空間連通,頂蓋A、腔體B、送粉管C和保護氣管D 為同軸設置,所述送粉管C上端與腔體B下端可拆卸連接。
使用時,經載氣輸氣孔2向腔體B內部輸入氬氣,經保護氣輸氣孔3向保護氣管D內部輸入低溫氬氣,送粉器將粉末束流從粉末輸入孔1送入噴嘴內部空間,粉末束流從送粉管C的下端端口流出,從保護氣管D的下端端口流出的低溫氬氣對粉末束流還起到了保護作用,它可以使粉末束流與空氣隔絕,且氬氣為惰性氣體,不易于粉末發生化學反應。
具體實施方式二:結合圖2和圖3說明本實施方式,本實施方式是對實施方式一所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴的進一步限定,頂蓋A的下端與腔體B的上端采用螺紋連接。
具體實施方式三:結合圖3和圖5說明本實施方式,本實施方式是對實施方式二所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴的進一步限定,保護氣管D的下端與腔體B的上端采用螺紋連接。
螺紋連接是一種廣泛使用的可拆卸的連接方式,具有結構簡單、連接可靠和裝拆方便等優點,當本實施方式所述的噴嘴發生故障時,可以快速地更換故障部件。
具體實施方式四:結合圖3和圖4說明本實施方式,本實施方式是對實施方式三所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴的進一步限定,送粉管C的上端與腔體B的下端為過盈連接,腔體B的下端面設置有多個一號槽4,所述多個一號槽4沿圓周方向均勻分布,且一號槽4的開口朝向腔體B的軸線,送粉管C上端設置有多個榫5,所述多個榫5沿圓周方向均勻分布,一號槽4的數量與榫5的數量相同,每個榫5與一個一號槽4過盈配合。
過盈連接是利用零件間的配合過盈來實現連接。這種連接結構簡單,定心精度好,可承受轉矩,軸向力或兩者復合的載荷,而且承載能力高,在沖擊振動載荷下也能較可靠的工作。
具體實施方式五:結合圖3、圖4和圖5說明本實施方式,本實施方式是對實施方式一所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴的進一步限定,腔體B的內部空間分為四部分,從上至下依次為:一號圓柱、一號截頂圓錐體E、二號圓柱和二號截頂圓錐體F,一號圓柱的直徑等于一號截頂圓錐體E的上底面直徑,一號截頂圓錐體E的上底面直徑大于一號截頂圓錐體E的下底面直徑,一號截頂圓錐體E的下底面直徑、二號圓柱的直徑以及二號截頂圓錐體F的上底面直徑相等,二號截頂圓錐體F的上底面直徑大于二號截頂圓錐體F的下底面直徑,一號截頂圓錐體E的母線與其底面的夾角為α,二號截頂圓錐體F的母線與其底面的夾角為β,α<β;
保護氣管D的內部空間分為三部分,從上至下依次為:三號圓柱、三號截頂圓錐體H和四號圓柱,三號圓柱的直徑等于三號截頂圓錐體H的上底面直徑,三號截頂圓錐體H的上底面直徑大于三號截頂圓錐體H的下底面直徑,三號截頂圓錐體H的下底面直徑等于四號圓柱的直徑,三號截頂圓錐體H的母線與其底面的夾角為α;
送粉管C的內部空間分為三部分,從上至下依次為:五號圓柱、四號截頂圓錐體G和六號圓柱,五號圓柱的直徑等于四號截頂圓錐體G的上底面直徑,四號截頂圓錐體G的上底面直徑大于四號截頂圓錐體G的下底面直徑,四號截頂圓錐體(G)的下底面直徑等于六號圓柱的直徑,四號截頂圓錐體(G)的母線與其底面的夾角為β;
送粉器將粉末束流從粉末輸入孔1送入噴嘴內部空間,所述的粉末束流首先受到從載氣輸氣孔2輸入到腔體B內部的氬氣的約束,然后依次受到一號截頂圓錐體E、二號截頂圓錐體F和四號截頂圓錐體G的約束,最后從送粉管C的下端端口流出時受到從保護氣管D的下端端口流出的低溫氬氣的約束,此時流出的粉末束流共受到了5次約束,具有良好的挺度、均勻性和連續性;
一號截頂圓錐體E、二號截頂圓錐體F和四號截頂圓錐體G組成了三層收縮結構,該三層收縮結構對粉末束流的約束能力逐層增強,與現有的引導光技術相比,能夠使噴嘴噴出的粉末束流具有更好的挺度、均勻性和連續性,同時降低了噴嘴的制造成本;
三號截頂圓錐體H增強了保護氣管下端端口流出的低溫氬氣的強度,能好地約束和保護粉末束流。
具體實施方式六:結合圖3說明本實施方式,本實施方式是對實施方式一所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴的進一步限定,所述的腔體B中部的外壁上設置有多個相同的二號槽6,所述的多個相同的二號槽6沿腔體B中部的橫截面的外圓周均勻分布,每個二號槽6與送粉器輸出端的一個榫過盈配合。
在具體實施中,采用過盈連接的方式將本實施方式所述的噴嘴固定在送粉器的輸出端,本實施方式所述噴嘴的腔體B中部的外壁上設置有多個相同的二號槽6,送粉器輸出端的外壁上設置有多個相同的榫且沿送粉器輸出端橫截面的外圓周均勻分布,所述的二號槽6與送粉器輸出端外壁上的榫數量相同,每一個二號槽6與送粉器輸出端外壁上的一個榫過盈配合。
具體實施方式七:本實施方式是對實施方式一所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴的進一步限定,頂蓋A的下端與腔體B的上端的連接面、腔體B的下端與送粉管C的上端的連接面、以及保護氣管D的上端與送粉管C的連接面均設置有橡膠圈。
在上述連接面處均設置有橡膠圈,使得本實施方式所述噴嘴的各部件之間的連接更緊密,減小了漏氣的可能,使氣密性更好。
具體實施方式八:本實施方式是對實施方式一所述的一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴的進一步限定,通過設置送粉管C的長度使得本實施方式所述的噴嘴的下端比現有噴嘴的下端更長,能夠在夾持臂的控制下加工零件的細小部分。

關 鍵 詞:
一種 用于 激光 制造 旁軸送粉 噴嘴
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種用于激光增材制造的旁軸送粉噴嘴.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6405684.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大