一種用于激光3d打印機(jī)的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于激光3D打印機(jī)的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置，包括連接為一體的粉筒腔體及噴嘴，所述粉筒腔體的頂部設(shè)有端蓋，所述端蓋軸心上插裝有送粉接管，其特征在于，所述粉筒腔體包括從上至下依次連接的直筒段、第一錐面段及第二錐面段，所述噴嘴呈漏斗式圓錐結(jié)構(gòu)，所述噴嘴包括漏斗段及與所述漏斗段連通的噴粉孔段，所述端蓋上還設(shè)有泄壓管，所述送粉接管插入所述粉筒腔體直筒段內(nèi)，在所述送粉接管上水平固定有多道泄壓擋板。本實(shí)用新型的有益效果是，減少了粉末束流的發(fā)散并增加粉末束流的直線度，提高了粉斑與光斑的重合度，使打印工件的尺寸精度和表面質(zhì)量都得到極大的提高。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及激光打印及激光熔覆【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于激光3D打印 機(jī)的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置。 一種用于激光3D打印機(jī)的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 激光熔覆是近年來新興的一種材料表面修復(fù)技術(shù)，是改善材料表面性能的有效 手段，而送粉噴嘴是影響激光熔覆質(zhì)量的關(guān)鍵部件。目前，激光熔覆技術(shù)也已經(jīng)在激光3D 打印上廣為應(yīng)用，為了提高激光3D打印成型件尺寸精度和表面質(zhì)量，充分發(fā)揮激光3D打印 優(yōu)勢，近年來研究人員提出提高送粉粉末匯聚的新思路。送粉裝置形式有同軸和旁軸送粉 等，根據(jù)國內(nèi)外現(xiàn)有的研究，針對旁軸送粉方式及裝置結(jié)構(gòu)，其采用無泄壓功能的一級匯聚 送粉或具有泄壓但只有一級匯聚的送粉結(jié)構(gòu)，當(dāng)粉末從此類送粉結(jié)構(gòu)噴出后，存在粉末發(fā) 散度大和粉末束流直線度低的問題，造成粉斑與激光光斑重合度低且受粉末匯聚程度的影 響，粉末利用率相對較低，增加了生產(chǎn)成本。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單的用于激光3D打印機(jī) 的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置。其能提高粉斑與激光光斑的重合度以及粉末利用率。
[0004] 本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種用于激光3D打印機(jī)的泄壓 式旁軸送粉噴嘴裝置，包括連接為一體的粉筒腔體及噴嘴，所述粉筒腔體的頂部設(shè)有端蓋， 所述端蓋軸心上插裝有送粉接管，其特征在于，所述粉筒腔體包括從上至下依次連接的直 筒段、第一錐面段及第二錐面段，所述噴嘴呈漏斗式圓錐結(jié)構(gòu)，所述噴嘴包括漏斗段及與所 述漏斗段連通的噴粉孔段，所述端蓋上還設(shè)有泄壓管，所述送粉接管插入所述粉筒腔體直 筒段內(nèi)，在所述送粉接管上水平固定有多道泄壓擋板。
[0005] 本實(shí)用新型的有益效果是，粉筒腔體和噴嘴分別利用圓錐面的收納作用使粉末得 到二級匯聚，利用泄壓擋板和泄壓管使粉末中的氣壓降低進(jìn)行泄壓并盡量減少粉末的流 失，進(jìn)而減少了粉末束流的發(fā)散并增加粉末束流的直線度，提高了粉斑與光斑的重合度，減 少打印工件表面因粘粉或因粉末發(fā)散而造成的粉末浪費(fèi)，從而達(dá)到提高粉末利用率和打印 工件尺寸精度和表面質(zhì)量的目的。
[0006] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0007] 進(jìn)一步，所述粉筒腔體的第一錐面段和第二錐面段的內(nèi)錐面與所述粉筒腔體的軸 心夾角分別為20?60°和5?10°，所述噴嘴的漏斗段內(nèi)錐面與所述粉筒腔體的軸心夾 角為15?45°。
[0008] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，旋轉(zhuǎn)合適的內(nèi)錐面錐度，能使粉末達(dá)到良好 匯聚效果，同時(shí)通過所述漏斗的噴粉孔段保持了粉末束流的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。
[0009] 進(jìn)一步，所述粉筒腔體和噴嘴所用材料為耐高溫金屬或耐高溫陶瓷材料。
[0010] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，可以更加堅(jiān)固耐用。
[0011] 進(jìn)一步，所述泄壓擋板為圓缺結(jié)構(gòu)，多道所述泄壓擋板的圓缺邊在所述送粉接管 上交錯(cuò)布置。
[0012] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，所述泄壓擋板和粉筒腔體構(gòu)成了折流式泄壓 通道。
[0013] 進(jìn)一步，所述泄壓管和泄壓擋板采用銅材質(zhì)材料。
[0014] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，利用銅材的可塑性好，耐腐蝕的特點(diǎn)。
[0015] 進(jìn)一步，所述送粉接管通過法蘭固定在所述端蓋上，所述泄壓管焊接在所述端蓋 上，所述粉筒腔體與所述噴嘴螺紋連接。
[0016] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，利用法蘭和螺紋連接，拆卸方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2為本實(shí)用新型的粉筒腔體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖3為本實(shí)用新型的噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4為本實(shí)用新型的泄壓擋板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖5為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)圖。
[0022] 在圖1到圖4中，1、粉筒腔體；1-1、直筒段；1-2、第一錐面段；1-3、第二錐面段，2、 噴嘴；2-1、漏斗段；2-2、噴粉孔段；3、送粉接管；4、泄壓管；5、泄壓擋板；5-1、圓缺邊；6、端 蓋；7、粉末束流；8、光束；9、光斑；10、工件。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用 新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0024] 如圖1到圖4所示，一種用于激光3D打印機(jī)的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置，包括連 接為一體的粉筒腔體1及噴嘴2,所述粉筒腔體的頂部設(shè)有端蓋6,所述端蓋軸心上插裝有 送粉接管3,所述粉筒腔體1包括從上至下依次連接的直筒段1-1、第一錐面段1-2及第二 錐面段1-3,所述噴嘴2呈漏斗式圓錐結(jié)構(gòu)，所述噴嘴2包括漏斗段2-1及與所述漏斗段2-1 連通的噴粉孔段2-2,所述端蓋6上還設(shè)有泄壓管4,所述送粉接管3插入所述粉筒腔體1 直筒段1-1內(nèi)，在所述送粉接管3上水平固定有多道泄壓擋板5。
[0025] 所述粉筒腔體的第一錐面段1-2和第二錐面段1-3的內(nèi)錐面與所述粉筒腔體的軸 心夾角分別為20?60°和5?10°，所述噴嘴的漏斗段2-1內(nèi)錐面與所述粉筒腔體的軸 心夾角為15?45°。
[0026] 具體的，所述粉筒腔體的第一錐面段1-2和第二錐面段1-3的內(nèi)錐面與所述粉筒 腔體的軸心夾角分別為40°和8°，所述噴嘴的漏斗段2-1內(nèi)錐面與所述粉筒腔體的軸心 夾角為30°。
[0027] 就各段尺寸而言，可以采用如下尺寸范圍：所述粉筒腔體1的直筒段1-1、第一錐 面段1-2及第二錐面段1-3的長度范圍依次為：50?70毫米（內(nèi)徑20?35毫米）、15? 30毫米、40?50毫米；所述噴嘴2的漏斗段2-1及噴粉孔段2-2的長度范圍分別為：25? 40暈米及20?35暈米，噴粉孔段2-2的內(nèi)徑為1. 5?3暈米。
[0028] 所述粉筒腔體1和噴嘴2所用材料為耐高溫金屬或耐高溫陶瓷材料。
[0029] 所述泄壓擋板5為圓缺結(jié)構(gòu)，多道所述泄壓擋板的圓缺邊5-1在所述送粉接管3 上交錯(cuò)布置。
[0030] 所述泄壓管4和泄壓擋板5采用銅材質(zhì)材料。
[0031] 所述送粉接管3通過法蘭固定在所述端蓋6上，所述泄壓管4焊接在所述端蓋6 上，所述粉筒腔體1與所述噴嘴2螺紋連接。
[0032] 本實(shí)用新型的工作原理是：粉末通過送粉接管3進(jìn)入粉筒腔體1，粉末束流經(jīng)粉筒 腔體1經(jīng)一級匯聚后進(jìn)入噴嘴的漏斗段2-1，漏斗段2-1對粉末束流進(jìn)行第二次匯聚，并通 過噴嘴的噴粉孔段2-2保持和拘束粉末束流第二次匯聚后的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)對粉末束流的 二次匯聚。粉末進(jìn)入粉筒腔體1后，一部分氣流經(jīng)泄壓擋板5和粉筒腔體1構(gòu)成的折流式 泄壓通道通過泄壓管4進(jìn)行泄壓，避免了出現(xiàn)在泄壓過程中因粉末的流失而達(dá)不到設(shè)定的 粉末流量的情況。粉末通過二級匯聚和泄壓作用，從而減少粉末束流的發(fā)散并增加粉末束 流的直線度，提高粉斑與激光光斑的重合度，減少打印工件表面粘粉或因粉末發(fā)散而造成 的粉末浪費(fèi)，從而提高了粉末利用率和打印工件尺寸精度和表面質(zhì)量。
[0033] 如圖5所示，為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)圖。激光光束8照射在工件10的表面上形 成光斑9,粉末通過本實(shí)用新型被匯聚成粉末束流7,正好噴入所述光斑內(nèi)，達(dá)到了粉斑與 光斑的較好重合。
[〇〇34] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于激光3D打印機(jī)的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置，包括連接為一體的粉筒腔體 及噴嘴，所述粉筒腔體的頂部設(shè)有端蓋，所述端蓋軸心上插裝有送粉接管，其特征在于，所 述粉筒腔體包括從上至下依次連接的直筒段、第一錐面段及第二錐面段，所述噴嘴呈漏斗 式圓錐結(jié)構(gòu)，所述噴嘴包括漏斗段及與所述漏斗段連通的噴粉孔段，所述端蓋上還設(shè)有泄 壓管，所述送粉接管插入所述粉筒腔體直筒段內(nèi)，在所述送粉接管上水平固定有多道泄壓 擋板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光3D打印機(jī)的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置，其特征在 于，所述粉筒腔體的第一錐面段和第二錐面段的內(nèi)錐面與所述粉筒腔體的軸心夾角分別為 20?60°和5?10°，所述噴嘴的漏斗段內(nèi)錐面與所述粉筒腔體的軸心夾角為15?45°。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于激光3D打印機(jī)的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置，其特征 在于，所述粉筒腔體和噴嘴所用材料為耐高溫金屬或耐高溫陶瓷材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于激光3D打印機(jī)的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置其特征 在于，所述泄壓擋板為圓缺結(jié)構(gòu)，多道所述泄壓擋板的圓缺邊在所述送粉接管上交錯(cuò)布置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光3D打印機(jī)的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置，其特征在 于，所述泄壓管和泄壓擋板采用銅材質(zhì)材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于激光3D打印機(jī)的泄壓式旁軸送粉噴嘴裝置，其特征在 于，所述送粉接管通過法蘭固定在所述端蓋上，所述泄壓管焊接在所述端蓋上，所述粉筒腔 體與所述噴嘴螺紋連接。
【文檔編號】C23C24/10GK203890442SQ201420284528
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】紀(jì)升偉, 邵東強(qiáng) 申請人:煙臺泰利汽車模具制造有限公司