一种用于激光冲击锻打增材制造的同轴送粉器制造技术

本实用新型专利技术涉及增材制造的技术领域，具体涉及一种用于激光冲击锻打增材制造的同轴送粉器，包括聚焦镜连接管、导光筒、可调连接管及底座，导向滑块固定设置于底座上表面，上底座和下底座内均开设有冷却水腔，管状连接件安装在螺纹孔中，管状连接件下部与送粉嘴螺纹联接，管密封插头通过连接软管与送粉器连通。通过转动螺杆实现聚焦镜连接管和导光筒位置的调节，以保证激光焦点和粉末焦点汇聚在一点；加工过程中产生的热量将由循环水管带走。同时冷却水腔阻止热量向上传输，有效避免了聚焦镜温度过高，从而避免对透射聚焦镜造成损坏。此外，该装置同时采用两路供粉的方式，确保金属粉末的供给量，有效提高了粉末利用率，确保工艺过程的稳定性。

A Coaxial Powder Feeder for Laser Shock Forging

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光冲击锻打增材制造的同轴送粉器
本技术涉及增材制造的
，具体涉及一种用于激光冲击锻打增材制造的同轴送粉器。
技术介绍
增材制造技术是通过计算机CAD设计数据采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术。其中激光增材制造(LaserAdditiveManufacturing，LAM)技术是一种以激光为能量源的快速增材制造技术。激光冲击锻打（LaserShockForging，LSF）是将高功率高重复频率激光束直接同步作用于金属3D打印熔覆层的高温区（锻造温度区），利用产生的激光冲击波进行锻造，两者协同作用直至成型结束。可细化晶粒，消除激光3D打印过程中的球化、空隙、裂纹、未熔合和缩松等缺陷，重构应力，消除内应力导致的变形与开裂，极大地提高成型质量。增材制造技术不需要传统的制造设备以及多道加工工序，通过增加材料的方法可快速精密地制造出任意复杂形状的零件，解决了许多复杂结构零件的制造难题，大大减少了加工工序，缩短了加工周期，降低了制造成本，是现代先进制造技术的重要发展方向。金属3D打印技术是“增材制造”的主要实现形式，按照其成形原理进行分类，分为以同步材料送进为主要技术特征的激光立体成形技术(LaserSolidForming，LSF),及以粉末床为主要技术特征的选区激光熔化技术(SelectiveLaserMelting，SLM)。LSF技术可以实现力学性能与锻件相当的复杂高性能构件的高效率制造，并且成形尺寸不受限制，还可以实现同一构件上多材料的任意复合和梯度结构制造，也可用于损伤构件的高性能成形修复；SLM技术则可以实现力学性能优于铸件的高复杂性构件的直接制造，但是通常成形尺寸较小，只能进行单重材料的直接成形，其沉积效率要比LSF技术低一个数量级。目前激光增材制造多采用的是光粉耦合喷头，为保持喷头扫描各向同性，获得各向同性的熔道，较多的采用同轴送粉方法，它可大大提高成型质量，降低成型层的稀释率和基材的热影响，易于实现自动控制。但在现有的同轴送粉技术中，激光束轴线和粉束轴线的同轴性无法进行微调，使金属粉末不能准确的送入激光熔池，从而降低了金属粉末的利用率，同时，没有设计冷却装置或冷却装置的结构较为复杂，对工艺过程将产生不利影响。因此，有必要对现有的激光冲击锻打增材制造装置特别是同轴送粉器进行进一步的优化。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种用于激光冲击锻打增材制造的同轴送粉器，用以解决上述问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种用于激光冲击锻打增材制造的同轴送粉器，包括聚焦镜连接管、导光筒、可调连接管及底座，所述聚焦镜连接管的上端与聚焦镜底座连接，其下端与所述导光筒上部螺纹连接，所述导光筒下部与可调连接管固定连接，所述可调连接管底部与所述底座顶部滑动配合连接，所述可调连接管底部左右两侧开设有滑轨槽，导向滑块固定设置于所述底座上表面，所述导向滑块插入所述滑轨槽内，通过螺杆调节可调连接管左右位置，所述底座包括上底座和下底座，所述上底座和下底座内均开设有冷却水腔，所述上底座和下底座固定连接为一体，冷却水腔形成一密闭腔体，所述冷却水腔两侧与循环水管接通；所述下底座为锥形座体，所述下底座左右锥壁对称设置有螺纹孔，管状连接件安装在螺纹孔中，所述管状连接件下部与送粉嘴螺纹联接，管状连接件的上部连接密封插头，密封插头通过连接软管与送粉器连通。进一步地，所述聚焦镜连接管、导光筒、可调连接管的轴心重合，所述送粉嘴嘴部延伸至所述底座轴心正下方。进一步地，所述导光筒上部外圈设置有环形限位，弹性垫圈紧贴于所述环形限位处。进一步地，所述底座左侧顶部固定设置有内设螺纹孔的固定座，所述螺杆端部穿过所述固定座后与所述可调连接管左侧壁固定连接。进一步地，所述聚焦镜连接管的一侧开设有氮气进气口。本技术的有益效果是：该装置聚焦镜连接管上端与聚焦镜底座连接，其下端与所述导光筒上部螺纹连接，导光筒下部与可调连接管螺纹连接，可调连接管底部与底座顶部滑动配合连接，通过转动螺杆从而实现聚焦镜连接管和导光筒位置的调节，以保证成型激光焦点和粉末焦点汇聚在一点；装置中底座分为上底座和下底座，方便在上下底座内开设冷却腔体，腔体外接循环水管，加工过程中产生的热量将由循环水管带走。同时冷却水腔阻止热量向上传输，有效避免了聚焦镜温度过高，从而避免对透射聚焦镜造成损坏。此外，该装置同时采用两路供粉的方式，确保金属粉末的供给量，有效提高了粉末利用率，确保工艺过程的稳定性。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术可调连接管的侧视图。图中，1-聚焦镜连接管、101-氮气进气口；2-导光筒、201-环形限位；3-可调连接管、301-滑轨槽；4-滑块；5-底座、501-上底座、502-下底座；6-循环水管；7-弹性垫圈；8-固定座；9-螺杆；10-冷却水腔；11-连接软管；12-密封插头；13-管状连接件；14-送粉嘴。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本技术提供了如图1-2所示的一种用于激光冲击锻打增材制造的同轴送粉器，包括聚焦镜连接管1、导光筒2、可调连接管3及底座5，所述聚焦镜连接管1的上端与聚焦镜底座连接，其下端与所述导光筒2上部螺纹连接，所述导光筒2下部与可调连接管3固定连接，所述可调连接管3底部与所述底座5顶部滑动配合连接，所述可调连接管3底部左右两侧开设有滑轨槽301，导向滑块4固定设置于所述底座5上表面，所述导向滑块4插入所述滑轨槽301内，通过螺杆9调节可调连接管3左右位置，所述底座5包括上底座501和下底座502，所述上底座501和下底座502内均开设有冷却水腔10，所述上底座501和下底座502固定连接为一体，冷却水腔10形成一密闭腔体，所述冷却水腔10两侧与循环水管6接通；所述下底座502为锥形座体，所述下底座502左右锥壁对称设置有螺纹孔，管状连接件13安装在螺纹孔中，所述管状连接件13下部与送粉嘴14螺纹联接，管状连接件13的上部连接密封插头12，密封插头12通过连接软管11与送粉器连通。作为本技术的一种优选方式，所述聚焦镜连接管1、导光筒2、可调连接管3的轴心重合，所述送粉嘴14嘴部延伸至所述底座5轴心正下方。作为本技术的一种优选方式，所述导光筒2上部外圈设置有环形限位201，弹性垫圈7紧贴于所述环形限位201处。作为本技术的一种优选方式，所述底座5左侧顶部固定设置有内设螺纹孔的固定座8，所述螺杆9端部穿过所述固定座8后与所述可调连接管3左侧壁固定连接。作为本技术的一种优选方式，所述聚焦镜连接管1的一侧开设有氮气进气口101。本技术使用时：将待加工零件置于该装置的下方，调节轴心的位置，使其位于送粉嘴位置处，该装置聚焦镜连接管上端与聚焦镜底座连接，其下端与所述导光筒上部螺纹连接，导光筒下部与可调连接管螺纹连接，可调连接管底部与底座顶部滑动配合连接，通过转动螺杆从而实现聚焦镜连接管和导光筒位置的调节，以保证激光焦点和粉末焦点汇聚在一点；装置中底座分为上底座和下底座，方便在上下底座内开设冷却腔体，腔体外接循环水管，加工过程中产生的热量将由循环水管带走。同时冷却水腔阻止热量向上传输，有效避本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于激光冲击锻打增材制造的同轴送粉器，包括聚焦镜连接管（1）、导光筒（2）、可调连接管（3）及底座（5），其特征在于，所述聚焦镜连接管（1）的上端与聚焦镜底座连接，其下端与所述导光筒（2）上部螺纹连接，所述导光筒（2）下部与可调连接管（3）固定连接，所述可调连接管（3）底部与所述底座（5）顶部滑动配合连接，所述可调连接管（3）底部左右两侧开设有滑轨槽（301），导向滑块（4）固定设置于所述底座（5）上表面，所述导向滑块（4）插入所述滑轨槽（301）内，通过螺杆（9）调节可调连接管（3）左右位置，所述底座（5）包括上底座（501）和下底座（502），所述上底座（501）和下底座（502）内均开设有冷却水腔（10），所述上底座（501）和下底座（502）固定连接为一体，冷却水腔（10）形成一密闭腔体，所述冷却水腔（10）两侧与循环水管（6）接通；所述下底座（502）为锥形座体，所述下底座（502）左右锥壁对称设置有螺纹孔，管状连接件（13）安装在螺纹孔中，所述管状连接件（13）下部与送粉嘴（14）螺纹联接，管状连接件（13）的上部连接密封插头（12），密封插头（12）通过连接软管（11）与送粉器连通。...

【技术特征摘要】
1.一种用于激光冲击锻打增材制造的同轴送粉器，包括聚焦镜连接管（1）、导光筒（2）、可调连接管（3）及底座（5），其特征在于，所述聚焦镜连接管（1）的上端与聚焦镜底座连接，其下端与所述导光筒（2）上部螺纹连接，所述导光筒（2）下部与可调连接管（3）固定连接，所述可调连接管（3）底部与所述底座（5）顶部滑动配合连接，所述可调连接管（3）底部左右两侧开设有滑轨槽（301），导向滑块（4）固定设置于所述底座（5）上表面，所述导向滑块（4）插入所述滑轨槽（301）内，通过螺杆（9）调节可调连接管（3）左右位置，所述底座（5）包括上底座（501）和下底座（502），所述上底座（501）和下底座（502）内均开设有冷却水腔（10），所述上底座（501）和下底座（502）固定连接为一体，冷却水腔（10）形成一密闭腔体，所述冷却水腔（10）两侧与循环水管（6）接通；所述下底座（502）为锥形座体，所述下底座（502）左右锥壁对称设置有螺纹孔，管状连接件（13）安装在螺纹孔中，所述管状连接件（13）下部与送粉嘴（...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴穷，吴鸿兴，
申请(专利权)人：合肥华脉激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34