一种线性聚焦的新型3D打印喷头制造技术

本实用新型专利技术公开一种线性聚焦的新型3D打印喷头，包括喷头本体、送粉管和空气动力学透镜；喷头本体的顶部设有激光入口，喷头本体的底部设有喷头出口，喷头本体内的顶部设有缓冲腔，缓冲腔与激光入口连通，缓冲腔的底部设有激光出口；空气动力学透镜位于喷头本体内，空气动力学透镜的顶部与缓冲腔连接，空气动力学透镜的底部与喷头本体的底部连接，空气动力学透镜分别与激光出口和喷头出口连通，空气动力学透镜包括由上至下设置的多个透镜腔体，每个透镜腔体的底部设有穿透孔，激光入口、激光出口、穿透孔和喷头出口位于同一直线上，送粉管穿过喷头本体与空气动力学透镜连通，便于3D打印时调节喷头本体与加工件的高度位置。

【技术实现步骤摘要】
一种线性聚焦的新型3D打印喷头
本技术涉及3D打印设备
，特别涉及一种线性聚焦的新型3D打印喷头。
技术介绍
3D打印是一种累积制造技术，即快速成型的机器，它通过对照数字模型文件，通过金属粉末或塑料等可粘合材料，打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段一些3D打印机通过送粉喷头将粉末喷射在加工件上，再通过激光加热使粉末融化以制造需求的产品，现阶段市场上的送粉喷头，均采用锥形结构，即粉末通过倾斜的送粉通道聚焦在一点上，该点要正好处在加工件需要被加工的位置，而后与激光接触被融化，所以带来的问题就是送粉喷头与加工件的距离固定，无法便捷地进行调整，使工艺复杂化。同时，现有的3D打印机喷头容易出现堵头，原料断节等现象，究其原因均为散热不足，现有的打印机喷头散热不足，喷头内空间密集，无法有效散热。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种线性聚焦的新型3D打印喷头，解决了送粉喷头与加工件的距离固定，无法便捷地进行调整的问题。本技术的技术方案为：一种线性聚焦的新型3D打印喷头，包括喷头本体、送粉管和空气动力学透镜；喷头本体的顶部设有激光入口，喷头本体的底部设有喷头出口，喷头本体内的顶部设有缓冲腔，缓冲腔与激光入口连通，缓冲腔的底部设有激光出口；空气动力学透镜位于喷头本体内，空气动力学透镜的顶部与缓冲腔连接，空气动力学透镜的底部与喷头本体的底部连接，空气动力学透镜分别与激光出口和喷头出口连通，空气动力学透镜包括由上至下设置的多个透镜腔体，每个透镜腔体的底部设有穿透孔，激光入口、激光出口、穿透孔和喷头出口位于同一直线上，送粉管穿过喷头本体与空气动力学透镜连通。通过将空气动力学透镜和送粉管一起设置于喷头本体内，使得激光和待加工粉末处于同一条直线上，便于3D打印时调节喷头本体与加工件的高度位置，并提高了送粉精度。进一步，所述多个透镜腔体的体积由上至下逐渐缩小，多个穿透孔的直径由上至下逐渐缩小。使得多个透镜腔体形成由上至下的压力差，使得气体携带粉末由上至下射出喷头本体，并在此过程中逐渐将粉末聚焦在一条直线上。进一步，所述送粉管倾斜设置，且送粉管的中心线的一端指向穿透孔。送粉管中的粉末可直接进入穿透孔，使得粉末在空气动力学透镜中线性聚集，通过空气动力学透镜形成精准的粒子束。进一步，所述多个透镜腔体的底部倾斜设置，穿透孔位于底部的中心，透镜腔体的底部朝穿透孔倾斜。通过将透镜腔体的底部设置成朝穿透孔倾斜，避免各透镜腔室内落灰。进一步，所述线性聚焦的新型3D打印喷头还包括密封玻璃，所述密封玻璃安装于激光出口处，密封缓冲腔与空气动力学透镜之间的间隙。密封玻璃用以隔绝粉末，同时不阻碍激光通过。进一步，所述线性聚焦的新型3D打印喷头还包括多个散热片，所述喷头本体的内壁设有冷却腔，冷却腔设有冷却液入口和冷却液出口，冷却腔内填充冷却液，多个散热片分别一端抵接于空气动力学透镜，另一端抵接冷却腔。通过设置散热片，辅助空气动力学透镜进行散热，同时散热片将热量传导至冷却腔，进一步增强散热效果，避免喷头本体温度过高。进一步，所述冷却液入口和冷却液出口分别设于喷头本体的侧壁，冷却液入口与进水管连接，冷却液出口与出水管连接。使冷却腔与外部冷却液形成闭合环路，吸收散热片从空气动力学透镜上吸取的热量，带出该喷头本体，起到及时降温的效果。进一步，所述送粉管与外部送粉机连接，所述激光入口处设有外部激光器，激光从激光入口射入。上述线性聚焦的新型3D打印喷头的工作原理，将外部激光器安装于激光入口处，激光通过激光入口，贯穿整个空气动力学透镜，从喷头出口射出，送粉管通过倾斜的角度与空气动力学透镜连通，将粉末送入所述的空气动力学透镜，粉末在空气动力学透镜中线性聚集，通过空气动力学透镜形成精准的粒子束，同时气体在所述的空气动力学透镜从上向下的腔体内形成压力差，使得气体携带粉末从上往下射出该喷头本体，同时激光与此粒子束在同一条直线上，便于3D打印时调节喷头与加工件的高度位置，冷却液储存在冷却腔中，通过冷却液入口与冷却液出口，与外部冷却液形成闭环回路，吸收散热片从空气动力学透镜上吸取的热量，带出该喷头本体，起到及时降温的效果。本技术相对于现有技术，具有以下有益效果：本技术的线性聚焦的新型3D打印喷头，通过将空气动力学透镜和送粉管一起设置于喷头本体内，使得激光和待加工粉末处于同一条直线上，便于3D打印时调节喷头本体与加工件的高度位置，并提高了送粉精度。本技术的线性聚焦的新型3D打印喷头，通过设置冷却腔和散热片，冷却腔与外部冷却液形成闭合环路，吸收散热片从空气动力学透镜上吸取的热量，带出该喷头本体，起到及时降温的效果。附图说明图1为本技术的线性聚焦的新型3D打印喷头的结构示意图。图2为本技术的线性聚焦的新型3D打印喷头的剖视图。图3为本技术实施例2中的线性聚焦的新型3D打印喷头的剖视图。图4为本技术实施例2中的另一线性聚焦的新型3D打印喷头的剖视图。图5为本技术的线性聚焦的新型3D打印喷头内粉末形成线性聚焦的原理图。喷头本体1、送粉管2、空气动力学透镜3、密封玻璃4、散热片5、激光入口6、喷头出口7、缓冲腔8、激光出口9、透镜腔体10、穿透孔11、冷却腔12、冷却液入口13、冷却液出口14。具体实施方式下面结合实施例，对本技术作进一步的详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例1如图1和图2所示，本实施例提供了一种线性聚焦的新型3D打印喷头，包括喷头本体1、送粉管2、空气动力学透镜3、密封玻璃4和散热片5。如图1和图2所示，喷头本体呈笔头状，喷头本体的顶部设有激光入口6，喷头本体的底部设有喷头出口7，喷头本体内的顶部设有缓冲腔8，缓冲腔与激光入口连通，缓冲腔的底部设有激光出口9，激光入口处设有外部激光器，激光从激光入口射入。如图1和图2所示，空气动力学透镜位于喷头本体内，空气动力学透镜的顶部与缓冲腔连接，密封玻璃安装于激光出口处，密封缓冲腔与空气动力学透镜之间的间隙，密封玻璃用以隔绝粉末，同时不阻碍激光通过；空气动力学透镜的底部与喷头本体的底部连接，空气动力学透镜分别与激光出口和喷头出口连通，空气动力学透镜包括由上至下设置的多个透镜腔体10，每个透镜腔体的底部设有穿透孔11，激光入口、激光出口、穿透孔和喷头出口位于同一直线上，多个透镜腔体的体积由上至下逐渐缩小，多个穿透孔的直径由上至下逐渐缩小，使得多个透镜腔体形成由上至下的压力差，使得气体携带粉末由上至下射出喷头本体。如图1和图2所示，喷头本体的内壁设有冷却腔12，冷却腔设有冷却液入口13和冷却液出口14，冷却腔内填充冷却液，冷却液入口和冷却液出口分别设于喷头本体的侧壁，冷却液入口与进水管连接，冷却液出口与出水管连接，多个散热片分别一端抵接于空气动力学透镜，另一端抵接冷却腔，散热片采用导热性能好的金属材料制成，通过设置散热片，辅助空气动力学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性聚焦的新型3D打印喷头，其特征在于，包括喷头本体、送粉管和空气动力学透镜；/n喷头本体的顶部设有激光入口，喷头本体的底部设有喷头出口，喷头本体内的顶部设有缓冲腔，缓冲腔与激光入口连通，缓冲腔的底部设有激光出口；/n空气动力学透镜位于喷头本体内，空气动力学透镜的顶部与缓冲腔连接，空气动力学透镜的底部与喷头本体的底部连接，空气动力学透镜分别与激光出口和喷头出口连通，空气动力学透镜包括由上至下设置的多个透镜腔体，每个透镜腔体的底部设有穿透孔，激光入口、激光出口、穿透孔和喷头出口位于同一直线上，送粉管穿过喷头本体与空气动力学透镜连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种线性聚焦的新型3D打印喷头，其特征在于，包括喷头本体、送粉管和空气动力学透镜；
喷头本体的顶部设有激光入口，喷头本体的底部设有喷头出口，喷头本体内的顶部设有缓冲腔，缓冲腔与激光入口连通，缓冲腔的底部设有激光出口；
空气动力学透镜位于喷头本体内，空气动力学透镜的顶部与缓冲腔连接，空气动力学透镜的底部与喷头本体的底部连接，空气动力学透镜分别与激光出口和喷头出口连通，空气动力学透镜包括由上至下设置的多个透镜腔体，每个透镜腔体的底部设有穿透孔，激光入口、激光出口、穿透孔和喷头出口位于同一直线上，送粉管穿过喷头本体与空气动力学透镜连通。


2.根据权利要求1所述的线性聚焦的新型3D打印喷头，其特征在于，所述多个透镜腔体的体积由上至下逐渐缩小，多个穿透孔的直径由上至下逐渐缩小。


3.根据权利要求1所述的线性聚焦的新型3D打印喷头，其特征在于，所述送粉管倾斜设置，且送粉管的中心线的一端指向穿透孔。


4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄延禄，厉鸿韬，杨永强，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44