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一种丝粉复合多材料激光增材制造装置及其工作方法制造方法及图纸

技术编号:40089784 阅读:26 留言:0更新日期:2024-01-23 16:01
本发明专利技术涉及一种丝粉复合多材料激光增材制造装置及其工作方法,包括:光路整形组件、喷嘴组件和连接件;光路整形组件用于聚焦光束为环形锥状光束;丝材在喷嘴组件内以直线送丝的方式与聚焦透镜聚焦的环形锥状光束和金属粉末实现耦合。本发明专利技术的丝粉复合多材料激光增材制造装置及其工作方法,用圆锥镜将激光器发射的激光束变换为环形光束,再利用反射镜改变光路方向,最后用非球面聚焦镜聚焦为环锥形光束,在环锥形光束中形成一锥形中空无光区,送丝管与送粉管置于此无光区内并与环锥形光束同轴线。工作中材料在环锥形光束中心被同轴垂直送入加工面上的熔池内,实现光内同轴粉丝同送,同时可实现光、丝准确耦合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光增材制造,尤其是指一种丝粉复合多材料激光增材制造装置及其工作方法


技术介绍

1、激光增材制造技术以高功率激光为能量源熔化金属粉末或丝材,由点到线再到面,再逐层累加制造出三维实体零件。由于该项技术可以直接制造出全致密且力学性能优异的金属零件,在航空航天,汽车船舶及武器装备等领域具有广阔的应用前景。其中,同步激光增材制造技术具有快速制造、多材料加工、精确控制、节约材料、制造构件不受复杂程度限制等优势深受关注,目前有同步送粉与同步送丝这两种主流送材方式。

2、对于同步送丝熔覆,金属丝材为刚性输送,无发散性,材料利用率几乎为100%,节能环保,且丝材成本相对较低易获得,同时具有容易实现精确控制、送料速度快等优点,但是固体丝材存在吸热缓慢,并且由于丝材表面光滑存在反射使得丝材对激光能量的吸收效率较低,光丝耦合精度相对较差并且成型质量跟送丝方向有关。对于同步送粉熔覆,送粉式激光熔覆技术容易实现自动化控制,激光能量吸收率高、加工成形性良好,但对光粉耦合质量要求比较高,且粉易发散,粉末利用率不高,直接带来的结果是成本高,同时造成粉尘污染。光本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种丝粉复合多材料激光增材制造装置,其特征在于,包括:光路整形组件、喷嘴组件和连接件,所述光路整形组件和喷嘴组件均连接在连接件上;

2.根据权利要求1所述的丝粉复合多材料激光增材制造装置,其特征在于:所述喷嘴组件包括喷嘴外壳体、喷嘴连接件一、喷嘴连接件二、保护气罩、丝材准直导向管和喷嘴,所述喷嘴外壳体通过喷嘴连接件一与连接座固定连接,所述喷嘴连接件二和喷嘴外壳体连接,所述保护气罩和喷嘴连接件二固定连接,所述喷嘴设置在喷嘴外壳体、喷嘴连接件一、喷嘴连接件二和保护气罩构成整体件内部的中心位置处,并且所述喷嘴与反光平面镜同轴设置,所述丝材准直导向管设置在喷嘴内的中心轴线位置处,...

【技术特征摘要】

1.一种丝粉复合多材料激光增材制造装置,其特征在于,包括:光路整形组件、喷嘴组件和连接件,所述光路整形组件和喷嘴组件均连接在连接件上;

2.根据权利要求1所述的丝粉复合多材料激光增材制造装置,其特征在于:所述喷嘴组件包括喷嘴外壳体、喷嘴连接件一、喷嘴连接件二、保护气罩、丝材准直导向管和喷嘴,所述喷嘴外壳体通过喷嘴连接件一与连接座固定连接,所述喷嘴连接件二和喷嘴外壳体连接,所述保护气罩和喷嘴连接件二固定连接,所述喷嘴设置在喷嘴外壳体、喷嘴连接件一、喷嘴连接件二和保护气罩构成整体件内部的中心位置处,并且所述喷嘴与反光平面镜同轴设置,所述丝材准直导向管设置在喷嘴内的中心轴线位置处,并且丝材准直导向管的一端延伸并贯穿反光平面镜,所述丝材准直导向管的另一端位于喷嘴的出口位置处,所述合光棱镜和聚焦透镜均设置在喷嘴外壳体内,所述合光棱镜和聚焦透镜与喷嘴同轴设置。

3.根据权利要求2所述的丝粉复合多材料激光增材制造装置,其特征在于:所述喷嘴包括喷嘴连接件一、喷嘴连接件二、准直气罩、锁紧螺柱、均粉环、锁紧螺母、固定夹和粉管,所述喷嘴连接件一和连接座固定连接,所述喷嘴连接件二的一端设有内螺纹,并且所述喷嘴连接件二与喷嘴连接件一的外壁螺纹连接,所述准直气罩和喷嘴连接件二的外壁螺纹连接,所述锁紧螺柱和喷嘴连接件一螺纹连接,所述均粉环设置在锁紧螺柱靠近喷嘴连接件一的一端内,所述粉管设置在锁紧螺柱靠近准直气罩的一端内,所述固定夹套设在粉管,所述粉管套设在丝材准直导向管的外壁上,所述锁紧螺母和锁紧螺柱靠近准直气罩的一端螺纹连接,所述丝材准直导向管贯穿喷嘴连接件一、均粉环、锁紧螺柱和粉管,并且所述丝材准直导向管的一端延伸至准直气罩的出口位置处。

4.根据权利要求3所述的丝粉复合多材料激光增材制造装置,其特征在于:所述连接座呈圆盘状,所述连接座的中心位置处设有圆形通孔一,所述圆形通孔一靠近喷嘴连接件一的一端设有进粉腔体一,所述连接座的径向方向上设有进粉通道一和进气通道一,所述进粉通道一的一端延伸至连接座的外圆周,并且进粉通...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱刚贤许方圆李加强张星王丽芳
申请(专利权)人:苏州大学
类型:发明
国别省市:

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