專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于激光快速成形的同軸送粉嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種送粉嘴，尤其是一種用于激光快速成形的同軸送 粉嘴，主要應(yīng)用于金屬粉末激光快速成形系統(tǒng)中和激光表面熔覆系統(tǒng)中。
技術(shù)背景激光是二十世紀(jì)最有發(fā)展前途的領(lǐng)域，國(guó)外已開(kāi)發(fā)出20多種激光加工 技術(shù)，其中激光熔覆技術(shù)是目前最活躍的激光加工技術(shù)之一。激光快速成形技術(shù)是是將激 光熔覆技術(shù)與快速成形技術(shù)相結(jié)合，以金屬粉末為原料，采用高功率的激光熔覆技術(shù)，利用 快速成形分層制造思想，制造出金屬功能零件表坯。此項(xiàng)技術(shù)因能夠直接成形金屬功能零 件而倍受人們的關(guān)注，并且取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。激光快速成形系統(tǒng)除了大功率激光器外，主 要還包括導(dǎo)光及聚焦裝置、數(shù)控裝置和金屬粉末送給裝置等，其中金屬粉末送給是一項(xiàng)關(guān) 鍵技術(shù)，它直接影響著的激光表面熔覆和激光快速成形的質(zhì)量和效率。目前，金屬粉末送給 方式主要有以下三種預(yù)置粉末法、側(cè)向同步送粉法和同軸送粉法。目前使用較多的是采用 同軸送粉法的同軸粉末噴嘴，而且大多數(shù)同軸粉末噴嘴均采用同軸環(huán)形錐套的結(jié)構(gòu)。這種 同軸粉末噴嘴雖然結(jié)構(gòu)緊湊，但是仍然具有如下問(wèn)題 1、粉末匯聚性差現(xiàn)有環(huán)形錐套結(jié)構(gòu)在整個(gè)環(huán)周上都有粉末噴出，不易實(shí)現(xiàn)粉末 匯聚到激光熔覆或激光快速成形的熔池內(nèi)。 2、粉末利用率低因?yàn)楝F(xiàn)有環(huán)形錐套結(jié)構(gòu)的同軸送粉嘴粉末匯聚性差，直接導(dǎo)致 粉末利用率低，近而造成加工成本增加。 3、加工困難現(xiàn)有同軸送粉嘴大多采用焊接結(jié)構(gòu)，焊接加工熱量輸入大，工件變形 大，成品率低，導(dǎo)致加工困難。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種用于激光快速成形 的同軸送粉嘴。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種用于激光快速成形的同軸 送粉嘴，包括冷卻水罩，錐嘴套，內(nèi)錐嘴，進(jìn)粉套和進(jìn)水管。錐嘴套處于冷卻水罩內(nèi)，進(jìn)水管 插入到冷卻水罩內(nèi)。冷卻水罩與錐嘴套之間的空腔為外層冷卻水通道。冷卻水罩與錐嘴套 之間由螺紋結(jié)構(gòu)連接，在上下兩個(gè)結(jié)合面處分別設(shè)有密封圈。內(nèi)錐嘴和進(jìn)粉套處于錐嘴套 內(nèi)。內(nèi)錐嘴與進(jìn)粉套之間用螺紋連接，內(nèi)錐嘴在內(nèi)，進(jìn)粉套在外，內(nèi)錐嘴與進(jìn)粉套之間的空 腔為內(nèi)層冷卻水通道，在內(nèi)錐嘴與進(jìn)粉套兩個(gè)結(jié)合面上分別有密封圈。內(nèi)錐嘴外表面為圓 錐面，在此面上均勻的開(kāi)有4個(gè)(每個(gè)槽相差90度)或是6個(gè)(每個(gè)槽相差60度)槽型 結(jié)構(gòu)，槽型結(jié)構(gòu)的中心線(xiàn)匯交于一點(diǎn)，且此交點(diǎn)與激光聚焦光斑重合。 本實(shí)用新型密封、冷卻好，出粉口不粘粉，提高了粉末的匯聚性和噴射速度，而且 主要連接方式為螺紋連接，即易于加工，方便裝拆，又克服了焊接連接熱輸入大，零件變化 大的缺點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的內(nèi)部剖視圖。 圖2是內(nèi)錐嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是圖2的仰視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示一種用于激光快速成形的同軸送粉嘴，包括冷卻水罩l，錐嘴套2，內(nèi) 錐嘴3，進(jìn)粉套4和進(jìn)水管5。錐嘴套2處于冷卻水罩1內(nèi)，進(jìn)水管5插入到冷卻水罩1內(nèi)。 冷卻水罩1與錐嘴套2之間的空腔為外層冷卻水通道7，此結(jié)構(gòu)能帶走激光表面熔覆和激 光快速成型過(guò)程中反射到送粉嘴上的大部分熱量。冷卻水罩1與錐嘴套2之間由螺紋結(jié)構(gòu) 連接，在上下兩個(gè)結(jié)合面處分別設(shè)有密封圈，保證此結(jié)構(gòu)的密封可靠。冷卻水罩1與進(jìn)出水 管5用螺紋連接，在連接時(shí)先在螺紋表面涂上密封膠，然后在旋緊螺紋，保證連接可靠且密 封可靠。內(nèi)錐嘴3和進(jìn)粉套4處于錐嘴套2內(nèi)。內(nèi)錐嘴3與進(jìn)粉套4之間用螺紋連接，內(nèi) 錐嘴3在內(nèi)，進(jìn)粉套4在外，內(nèi)錐嘴3與進(jìn)粉套4之間的空腔為內(nèi)層冷卻水通道6，此結(jié)構(gòu)使 送粉通道的溫度保持在一個(gè)較低的范圍內(nèi)，以使出粉口不粘粉，在內(nèi)錐嘴3與進(jìn)粉套4兩個(gè) 結(jié)合面上分別有密封圈，保證此結(jié)構(gòu)的密封可靠。 如圖2和圖3所示內(nèi)錐嘴3外表面為圓錐面，在此面上均勻的開(kāi)有4個(gè)(每個(gè)槽 相差90度)或是6個(gè)(每個(gè)槽相差60度)槽型結(jié)構(gòu)。粉末從4個(gè)(6個(gè))槽孔中噴出，有 以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1、較現(xiàn)有的環(huán)錐形面噴出，提高了粉末的匯聚性。2、槽孔面積相比環(huán)孔面 積要小，在載氣壓力及載氣流量不變情況下，提高的粉末噴射速度，提高了匯聚性。3、較高 的噴射速度也使粉末不易粘到出粉口。內(nèi)錐嘴3為中空結(jié)構(gòu)，為聚焦后的激光通道，且內(nèi)部 通有惰性氣體，即保護(hù)鏡片清潔，又使激光熔池處在惰性氣體保護(hù)范圍內(nèi)。4、較高的出口氣 流速度及較大的出口壓力可將末熔化的粉末噴開(kāi)，使激光熔覆和激光快速成形表面質(zhì)量更 高。
權(quán)利要求一種用于激光快速成形的同軸送粉嘴，其特征在于包括冷卻水罩，錐嘴套，內(nèi)錐嘴，進(jìn)粉套和進(jìn)水管；錐嘴套處于冷卻水罩內(nèi)，進(jìn)水管插入到冷卻水罩內(nèi)；冷卻水罩與錐嘴套之間的空腔為外層冷卻水通道，冷卻水罩與錐嘴套之間由螺紋結(jié)構(gòu)連接，在上下兩個(gè)結(jié)合面處分別設(shè)有密封圈，內(nèi)錐嘴和進(jìn)粉套處于錐嘴套內(nèi)，內(nèi)錐嘴與進(jìn)粉套之間用螺紋連接，內(nèi)錐嘴在內(nèi)，進(jìn)粉套在外，內(nèi)錐嘴與進(jìn)粉套之間的空腔為內(nèi)層冷卻水通道，在內(nèi)錐嘴與進(jìn)粉套兩個(gè)結(jié)合面上分別有密封圈；內(nèi)錐嘴外表面為圓錐面，在此面上均勻的開(kāi)有槽型結(jié)構(gòu)，槽型結(jié)構(gòu)的中心線(xiàn)匯交于一點(diǎn)，且此交點(diǎn)與激光聚焦光斑重合。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種用于激光快速成形的同軸送粉嘴，其特征在于所述的槽 型結(jié)構(gòu)為4個(gè)或是6個(gè)。
專(zhuān)利摘要一種用于激光快速成形的同軸送粉嘴，包括冷卻水罩，錐嘴套，內(nèi)錐嘴，進(jìn)粉套和進(jìn)水管。錐嘴套處于冷卻水罩內(nèi)，進(jìn)水管插入到冷卻水罩內(nèi)。冷卻水罩與錐嘴套之間的空腔為外層冷卻水通道。冷卻水罩與錐嘴套之間由螺紋結(jié)構(gòu)連接，在上下兩個(gè)結(jié)合面處分別設(shè)有密封圈。內(nèi)錐嘴和進(jìn)粉套處于錐嘴套內(nèi)。內(nèi)錐嘴與進(jìn)粉套之間用螺紋連接，內(nèi)錐嘴在內(nèi)，進(jìn)粉套在外，內(nèi)錐嘴與進(jìn)粉套之間的空腔為內(nèi)層冷卻水通道，在內(nèi)錐嘴與進(jìn)粉套兩個(gè)結(jié)合面上分別有密封圈。內(nèi)錐嘴外表面為圓錐面，在此面上均勻的開(kāi)有4個(gè)或是6個(gè)槽型結(jié)構(gòu)，槽型結(jié)構(gòu)的中心線(xiàn)匯交于一點(diǎn)，且此交點(diǎn)與激光聚焦光斑重合。本實(shí)用新型密封、冷卻好，出粉口不粘粉，提高了粉末的匯聚性和噴射速度，而且主要連接方式為螺紋連接，既易于加工，方便裝拆，又克服了焊接連接熱輸入大，零件變化大的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C24/10GK201511130SQ200920203939
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者佟明, 楊光, 王興良, 王維, 欽蘭云, 項(xiàng)坤 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院