大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置及加工设备制造方法及图纸

一种大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置及加工设备，属于激光直接制造领域。送粉装置包括可控比例送粉装置、多组分粉末预混装置以及双螺杆分量精混装置。可控比例送粉装置包括相互匹配的输粉器和送粉控制器，送粉控制器被构造来接受由输粉器输出的粉末并以可控量的方式释放接受至输粉器的粉末。多组分粉末预混装置被构造来接受并预混合由送粉控制器输出的粉末，且输出预混粉末料；双螺杆分量精混装置被构造来接受并精混预混粉末料。本发明专利技术提出的送粉装置能够根据实现根据需要调整和输送粉末原料，以便使多组分原料能够被更好地应用于激光直接制造。

Dynamic powder feeding device and processing equipment for large scale complex functionally gradient component laser direct manufacturing powder proportioning

The invention relates to a large complex gradient functional component laser direct manufacturing dynamic powder feeding device and processing equipment for powder proportioning, which belongs to the field of laser direct manufacturing. The powder feeding device includes a controllable proportion feeding device, a multi component powder premixing device and a twin screw component fine mixing device. The controllable proportional powder feeding device includes a matching powder feeder and a powder feeding controller. The powder feeding controller is constructed to accept powder produced by the powder feeder and release the powder to the powder feeder in a controllable manner. The multi component powder premixing device is constructed to accept and premix the powder produced by the powder feed controller and output the premixed powder, and the twin screw component fine mixing device is constructed to accept and mix the premixed powder. The powder feeding device proposed by the invention can adjust and transport powder raw materials according to the needs, so that the multi component material can be better used for laser direct manufacturing.

【技术实现步骤摘要】
大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置及加工设备
本专利技术涉及激光直接制造领域，具体而言，涉及一种大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置及加工设备。
技术介绍
基于梯度功能的大型、复杂结构梯度功能制件，具有内部组分、结构和物理性质都连续变化且结合界面消失的显著特性，是一种为满足在极限环境及苛刻工作环境下能反复地正常工作而发展起来的功能结构件。其被广泛应用于现代航空、航天、深海探测等领域。梯度功能结构件的制备方法主要有三种：(1)梯度功能涂覆型，即在基体材料上形成组成渐变的涂层，主要用于结构件表面梯度功能涂层制备。(2)梯度功能连接型，即是粘接在两个基体间的接缝组成呈梯度变化，主要用于小型梯度功能结构件间的连接。(3)梯度功能整体型，即是材料的组成从一侧向另一侧呈梯度渐变的结构材料，主要用于大型梯度功能结构件整体制造。激光直接制造技术是梯度功能整体型制备工艺的典型代表，也是近年的研究热点与重要发展方向。尤其针对大型、复杂结构的梯度功能制件，利用激光直接制造技术可直接对金属制件进行近净成形，具有其它制备技术无法比拟的技术优势。激光直接制造(DirectLaserFabrication,DLF)技术，是20世纪90年代中后期发展起来的一种先进制造技术。该技术通过将快速成形技术与激光熔覆技术相结合，可用于成型复杂的近净形致密金属零件。激光直接制造具有制件性能好、制造柔性高、生产周期短、成本较低等优点，使得DLF技术一经出现就受到了高度关注及飞速发展。DLF技术虽然对于制备匀质或普通复合金属基结构件已有较成熟的应用案例，但由于受到粉末动态实时均匀混合技术瓶颈的影响与送粉系统整体功能性的制约，对于制造构件内部合金组分、组织与性能从某一方位(一维、二维或者三维)向另一方位连续地变化的梯度功能制件，仅仅依靠目前现有的设备无法对制造过程中输送的多组分、多合金复合粉末进行精确的动态实时比例控制与均匀混合，使得利用DLF技术制备梯度功能材料难度极大，尤其是对于一些大型的、有力学物理性能要求的梯度功能制件的制造更是无从谈起。
技术实现思路
为改善、甚至解决现有技术中的至少一个问题，本专利技术提出了大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置及加工设备。本专利技术是这样实现的：在第一方面，本专利技术实施例的提供了一种大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置。送粉装置包括：可控比例送粉装置，可控比例送粉装置包括相互匹配的输粉器和送粉控制器，送粉控制器被构造来接受由输粉器输出的粉末并以可控量的方式释放接受至输粉器的粉末；多组分粉末预混装置，多组分粉末预混装置被构造来接受并预混合由送粉控制器输出的粉末，且输出预混粉末料；双螺杆分量精混装置，双螺杆分量精混装置被构造来接受并精混预混粉末料。在第二方面，本专利技术实施例提供了加工设备。加工设备包括激光器、大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置，激光器被构造对动态送粉装置输送的粉末进行激光加工。有益效果：本专利技术实施例提供的大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置针对现有技术的不足而被设计和提出，以满足使用DLF技术制备梯度功能材料过程中要求不同组分、不同合金系粉末之间混合配比连续变化、动态实时控制的需求。通过多组连续可控比例送粉装置对不同粉末间送粉量进行动态实时控制。在经由多组分粉末预混装置以及双螺杆分量精混装置对送粉装置送出的多组分粉末进行分段均匀混合，最后将完成混合的粉末通过同轴或旁轴方式输送至激光加工位，可显著降低DLF技术生产梯度功能制件的难度，使得允许利用DLF技术高效、高质的完成对大型、复杂的梯度功能制件的制造。总体而言，本专利技术实施例提供的动态送粉装置适用于大型梯度功能、复杂结构。另外，送粉装置还能够实现对粉末(如合金粉末)的动态、实时、连续比例(或混合比例连续动态实时可调)均匀混合。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1所示为本专利技术实施例提供的送粉装置的整体外观的结构示意图；图2所示为图1中的送粉装置的内部结构示意图；图3所示为本专利技术实施例提供的送粉装置中的可控比例送粉装置的轴测剖视图；图4所示为图3提供的可控比例送粉装置中的送粉控制器的轴测剖视图；图5所示为图4提供的送粉控制器中的转动体的结构示意图；图6所示为本专利技术实施例提供的送粉装置中的多组分粉末预混装置内部结构示意图；图7所示为本专利技术实施例提供的送粉装置中的双螺杆分量精混装置的整体轴测图；图8所示为本专利技术实施例提供的双螺杆分量精混装置的第一视角的剖视图；图9所示为本专利技术实施例提供的双螺杆分量精混装置的第二视角的剖视图；图10示出了为本专利技术实施例提供的双螺杆分量精混装置中的导流器的结构示意图；图11所示为本专利技术实施例提供的双螺杆分量精混装置中带轮张紧装置结构示意图。图标：1000-大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置；1-可控比例送粉装置；2-多组分粉末预混装置；3-双螺杆分量精混装置；101-第一电机；102-储粉筒；104-送粉控制电机；105-下料管；106-柔性送粉轮；107-搅拌杆；1011-送粉控制器；1012-送粉槽；1013-上型腔盖板；1014-下型腔盖板；1015-出粉口；1061-粉轮主体；1062-密封圈；1063-压块；1064-弹簧；201-混粉缸；202-下料端出口；203-预混螺杆；204-管路连接头；205-预混驱动电机；301-精混驱动电机；302-驱动带轮；303-精混装置主体；304-气载送粉接头；305-精混螺杆；306-机架；309-导流器；4011-第一混料腔；4012-第二混料腔；501-密封槽。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置，其特征在于，所述送粉装置包括：可控比例送粉装置，所述可控比例送粉装置包括相互匹配的输粉器和送粉控制器，所述送粉控制器被构造来接受由所述输粉器输出的粉末并以可控量的方式释放接受至所述输粉器的粉末；多组分粉末预混装置，所述多组分粉末预混装置被构造来接受并预混合由所述送粉控制器输出的粉末，且输出预混粉末料；双螺杆分量精混装置，所述双螺杆分量精混装置被构造来接受并精混所述预混粉末料。

【技术特征摘要】
1.一种大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置，其特征在于，所述送粉装置包括：可控比例送粉装置，所述可控比例送粉装置包括相互匹配的输粉器和送粉控制器，所述送粉控制器被构造来接受由所述输粉器输出的粉末并以可控量的方式释放接受至所述输粉器的粉末；多组分粉末预混装置，所述多组分粉末预混装置被构造来接受并预混合由所述送粉控制器输出的粉末，且输出预混粉末料；双螺杆分量精混装置，所述双螺杆分量精混装置被构造来接受并精混所述预混粉末料。2.根据权利要求1所述的大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置，其特征在于，所述送粉控制器具有腔体、可转动地设置于所述腔体内的转动体、多个压块，所述腔体的两端设置有相互匹配的进粉槽、出粉口，所述输粉器通过所述进粉槽向所述送粉控制器输送粉末，所述送粉控制器通过所述出粉口输出粉末，所述多个压块间隔地设置于所述转动体的表面，相邻两个所述压块之间构成压块间隙，所述压块间隙被构造来接受所述进粉槽输入的粉末并通过所述转动体的转动而转运粉末以便通过所述出粉口输出粉末。3.根据权利要求2所述的大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置，其特征在于，所述进粉槽、所述出粉口在同一平面上的投影错开180°。4.根据权利要求2或3所述的大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置，其特征在于，所述压块被构造来能够沿所述转动体的径向运动的方式连接于所述转动体。5.根据权利要求4所述的大型复杂梯度功能构件激光直接制造粉末配比动态送粉装置，其特征在于，所述压块通过弹性体连接于所述转动体，所述转动体设置有凹槽，所述弹性体的一端结合在所述凹槽的内壁，所述弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，杨林，陈志斌，陈啸，潘晓铭，李卓原，戴波棋，蔡燕，
申请(专利权)人：温州大学激光与光电智能制造研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33