用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头，包括喷嘴主体；所述喷嘴主体内设置有进水腔、出水腔和U形的冷却水路；所述冷却水路两端分别与进水腔和出水腔连通；所述喷嘴主体上表面设置有与进水腔连通的进水口和与出水腔连通的出水口；所述喷嘴主体外表面设置有进粉槽；所述喷嘴主体内设置有送粉管路，送粉管路一端与进粉槽连通，另一端与喷嘴主体外部连通；所述进水腔和出水腔均与进粉槽贴合；所述冷却水路位于送粉管路四周。本实用新型专利技术送粉均匀,熔覆质量高，节约粉末，主要用于金属零件的激光增材制造及表面修复。设置有进水腔、出水腔和冷却水路，可以降低粉末的温度。

Shrinkage Channel Head for Powder Feeder Made by Laser Addition

The utility model provides a shrinkage runner type working head for a powder feeder made of laser materials, including a nozzle main body; the main body of the nozzle is provided with an inlet cavity, an outlet cavity and a U-shaped cooling water path; the two ends of the cooling water path are respectively connected with the inlet cavity and the outlet cavity; the upper surface of the main body of the nozzle is provided with an inlet connected with the inlet cavity and an outlet connected with the outlet cavity. The outer surface of the main body of the nozzle is provided with a powder feeding groove; the main body of the nozzle is provided with a powder feeding pipeline, one end of the powder feeding pipeline is connected with the powder feeding groove and the other end is connected with the outside of the main body of the nozzle; the water inlet and the water outlet are all connected with the powder feeding groove; the cooling water pipeline is located around the powder feeding pipeline. The utility model has the advantages of uniform powder feeding, high cladding quality and powder saving, and is mainly used for laser material addition manufacturing and surface repair of metal parts. The temperature of the powder can be reduced by setting an inlet cavity, an outlet cavity and a cooling water channel.

【技术实现步骤摘要】
用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头
本技术涉及的一种工作器材，具体涉及一种用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头。
技术介绍
激光增材制造技术是通过对CAD模型进行离散处理，以金属粉末、颗粒、金属丝材为原材料，采用高功率激光束熔化/快速凝固逐层堆积生长，直接从零件数模完成高性能零件的成型制造方法。激光送粉器工作头是激光增材制造中不可或缺的一部分，它是进行工件加工时的具体执行部件，负责激光光束的扩束和聚焦，同时负责金属粉末的输送和汇聚，它对激光熔覆层表面的质量和精度有很大的影响。随着激光技术及增材制造技术的快速发展，激光送粉器工作头作为具体的执行部件，得到了广泛的应用。目前我国激光产业已处于高速增长期，2017年全国工业激光产业产值突破600亿元，至2020年有望达到1000亿元。然而，目前国内外激光送粉工作头普遍存在送粉过程中粉末不均匀、汇聚性差以及利用率低等缺点。因此，需要对现有技术进行改进。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种高效的用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头。为解决上述技术问题，本技术提供一种用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头，包括喷嘴主体；所述喷嘴主体内设置有进水腔、出水腔和U形的冷却水路；所述冷却水路两端分别与进水腔和出水腔连通；所述喷嘴主体上表面设置有与进水腔连通的进水口和与出水腔连通的出水口；所述喷嘴主体外表面设置有进粉槽；所述喷嘴主体内设置有送粉管路，送粉管路一端与进粉槽连通，另一端与喷嘴主体外部连通；所述进水腔和出水腔均与进粉槽贴合；所述冷却水路位于送粉管路四周。作为对本技术用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头的改进：所述送粉管路从与进粉槽连接一端到另一端的直径依次减小，呈锥形。作为对本技术用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头的进一步改进：所述送粉管路从与进粉槽连接一端到另一端为斜向下45°设置。作为对本技术用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头的进一步改进：所述喷嘴主体上还设置有与冷却水路连通的放水口。作为对本技术用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头的进一步改进：所述喷嘴主体两侧分别设置有固定件。本技术用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头的技术优势为：本技术采用收缩流道的结构设计，通过宽口径送粉口，以45度角进入单道的小口径长直流道中，加速和汇聚粉末束流，从而使得送粉器工作头送出的粉末达到均匀、稳定的效果，并且能够有效提高送粉效率。送粉均匀,熔覆质量高，节约粉末，主要用于金属零件的激光增材制造及表面修复。设置有进水腔、出水腔和冷却水路，可以降低粉末的温度。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细说明。图1为本技术用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头的结构示意图；图2为图1中A-A面的剖视图；图3为图1中B-B面的剖视图；图4为图1中C-C面的剖视图；图5为图1的俯视结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行进一步描述，但本技术的保护范围并不仅限于此。实施例1、用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头，如图1-5所示，包括喷嘴主体1。喷嘴主体1内设置有进水腔211、出水腔221和U形的冷却水路2，冷却水路2两端分别与进水腔211和出水腔221连通，进水腔211和出水腔221均位于喷嘴主体1上半部分(顶部)。喷嘴主体1上表面设置有与进水腔211连通的进水口21和与出水腔221连通的出水口22。水通过进水口21经过进水腔211进入冷却水路2，再经过出水腔221后通过出水口22流出。喷嘴主体1上还设置有与冷却水路2连通的放水口4，放水口4位于冷却水路2中间部分，放水口4可开启关闭，方便清洗检修的时候放水。喷嘴主体1在前侧壁设置有进粉槽6，喷嘴主体1内设置有送粉管路8，送粉管路8一端与进粉槽6连通(进粉口)，另一端与喷嘴主体1的后侧壁连通(出粉口)，送粉管路8的进粉口的直径大于出粉口的直径，送粉管路8从进粉口到出粉口依次变窄，呈锥形。锥形的送粉管路8可以加速和汇聚粉末束流，形成稳定的粉末气流。送粉管路8从进粉口到出粉口为斜向下45°设置，即为图3中的X为45°。进粉槽6与外部保护气路相连接，外部气体沿着水平方向进入进粉槽6。喷嘴主体1两侧均设置有与进粉槽6连通的进粉入口9，粉末通过两个进粉入口9进入进粉槽6。外部气体带动粉末从进粉槽6进入送粉管路8。在X大于45°时，外部气体与出风口的角度趋向于一条直线，会导致加速不足；在X小于45°时，会导致所需送粉管路8的长度加长，不利于粉末充分汇聚以及加工较为麻烦。进水腔211和出水腔221的直径均大于冷却水路2的直径，进水腔211和出水腔221有一定的蓄水能力，两者均位于进粉槽6四周(紧贴进粉槽6)，可以更有利于降低进粉槽6内粉末(未进入送粉管路8时的粉末)的温度。送粉管路8位于U形的冷却水路2的中间部分(冷却水路2位于送粉管路8四周)，方便降低进入送粉管路8后的粉末的温度。喷嘴主体1两侧分别设置有固定件7(可以使用固定螺栓)，固定件7用于将喷嘴主体1固定安装在其他部件(比如机械手)上。本技术的使用过程为：进粉槽6与外部保护气路相连接，进粉入口9与外部进粉管连通；送粉管路8的出粉口处设置有外部激光束；进水口21与外部水管连接；水通过进水口21经过进水腔211进入冷却水路2，再经过出水腔221后通过出水口22流出；待出水口22有水流出后进行后续操作；粉末通过进粉入口9进入进粉槽6，然后粉末在外部保护气体的带动下，从进粉槽6进入送粉管路8，经过送粉管路8从出粉口流出，与外部激光束会合使用，这样可以加速和汇聚粉末束流，形成稳定的粉末气流。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本技术的若干个具体实施例。显然，本技术不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本技术公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头，其特征在于：包括喷嘴主体(1)；所述喷嘴主体(1)内设置有进水腔(211)、出水腔(221)和U形的冷却水路(2)；所述冷却水路(2)两端分别与进水腔(211)和出水腔(221)连通；所述喷嘴主体(1)上表面设置有与进水腔(211)连通的进水口(21)和与出水腔(221)连通的出水口(22)；所述喷嘴主体(1)外表面设置有进粉槽(6)；所述喷嘴主体(1)内设置有送粉管路(8)，送粉管路(8)一端与进粉槽(6)连通，另一端与喷嘴主体(1)外部连通；所述进水腔(211)和出水腔(221)均与进粉槽(6)贴合；所述冷却水路(2)位于送粉管路(8)四周。

【技术特征摘要】
1.用于激光增材制造送粉器的收缩流道式工作头，其特征在于：包括喷嘴主体(1)；所述喷嘴主体(1)内设置有进水腔(211)、出水腔(221)和U形的冷却水路(2)；所述冷却水路(2)两端分别与进水腔(211)和出水腔(221)连通；所述喷嘴主体(1)上表面设置有与进水腔(211)连通的进水口(21)和与出水腔(221)连通的出水口(22)；所述喷嘴主体(1)外表面设置有进粉槽(6)；所述喷嘴主体(1)内设置有送粉管路(8)，送粉管路(8)一端与进粉槽(6)连通，另一端与喷嘴主体(1)外部连通；所述进水腔(211)和出水腔(221)均与进粉槽(6)贴合；所述冷却水路(2)位于送粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴韬，郑炉玉，段佳伟，石淑琴，姜淋，
申请(专利权)人：浙江机电职业技术学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33