本實用新型屬于激光技術領域中的增材制造領域,具體來講是送粉噴嘴結(jié)構(gòu)。
背景技術:
基于送粉式金屬3D打印技術的特點,其成型加工的零件尺寸精度較低,后期加工余量較大。因此,采用送粉式金屬3D打印技術成型的零件多為毛坯件,后期需要進行精加工處理。鑒于此,工程上采用該技術加工的零件相對來講都具有尺寸偏大、質(zhì)量笨重的特征。而采用送粉式金屬3D打印技術加工大尺寸、大質(zhì)量的零件花費時間多達300小時,甚至個別大型零件超過500個小時。
相比于鋪粉式金屬3D打印技術而言,送粉式金屬3D打印技術特點在于采用送粉的方式實現(xiàn)增材制造。而現(xiàn)階段多采用送粉噴嘴的匯聚作用實現(xiàn)多路送粉噴管送粉的目標。送粉式金屬3D打印技術在成型零件的過程中,由于送粉噴嘴距離加工零件表面距離較近(大約4cm左右),因此易造成送粉噴嘴堵塞的現(xiàn)象。而送粉噴嘴堵塞直接導致預先設置的工藝參數(shù)隨之改變,造成成型加工過程中工藝參數(shù)的變化,從而導致成型零件質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象的發(fā)生。因此,急需采用某種方法實時監(jiān)控送粉式金屬3D打印技術中送粉噴嘴的出粉情況。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型正是針對上述現(xiàn)象存在的問題,提供了一種通過實時檢測溫度與壓力來反應噴嘴是否堵塞的送粉噴嘴結(jié)構(gòu),可以有效的檢測成型過程中送粉噴嘴的流通情況。
為解決上述技術問題,本實用新型采用的技術方案是:
一種增材制造設備用送粉噴嘴結(jié)構(gòu),包含帶有送粉噴管的送粉噴嘴殼體,在所述殼體上設置有通過分路器與所述送粉噴管連接的儲氣罐,其特征在于:在所述儲氣罐內(nèi)設置有用于檢測儲氣罐內(nèi)壓力的壓力傳感器,在所述送粉噴管上設置有檢測送粉噴管溫度的溫度傳感器。
在所述分路器與所述送粉噴管的連接管上也設置有壓力傳感器。
所述送粉噴嘴殼體下方均勻分布四路送粉噴管,所述分路器將送粉器中的載粉氣體均勻分發(fā)到所述四路送粉噴管中。
所述溫度傳感器安裝在所述四路送粉噴管底端。
與現(xiàn)有技術相比,本實用新型具有如下優(yōu)點:
1) 本實用新型通過在儲氣罐內(nèi)設置壓力傳感器,當送粉噴管出現(xiàn)堵塞,在儲氣罐的壓力會產(chǎn)生變化,可通過壓力傳感器檢測這種變化來判斷是否發(fā)生堵塞。同時,設置在噴管上的溫度傳感器,可以檢測因為噴管由于粘有熔融金屬小球?qū)е露路郜F(xiàn)象。采用本實用新型實時監(jiān)控的方式,可以避免現(xiàn)有技術中采用人工監(jiān)視帶來的人員疲勞導致的響應滯后的問題;
2) 采用檢測壓力與溫度變化的方式,技術上簡單,易于實現(xiàn)。不僅可以判斷噴管是否堵塞,還能判斷是由于粉末沉積導致堵粉現(xiàn)象還是由于粘有熔融金屬小球?qū)е露路郜F(xiàn)象,以供操作者給出不同的應對措施;
3) 本實用新型在每路送粉管上連接一個壓力傳感器,從而可準確的判斷出堵塞的具體管路,提高處理效率。
4) 采用同時檢測壓力與溫度變化的方式,可以減少誤判的現(xiàn)象發(fā)生,提高監(jiān)控送粉噴嘴是否堵粉的準確率。
附圖說明
圖1所示為該帶有溫度與壓力檢測的送粉噴嘴結(jié)構(gòu)簡圖。
其中,1為送粉噴嘴殼體,2為分路器,3為導氣管,4為送粉噴管,5為溫度傳感器,6為壓力傳感器,7為儲氣罐,8為信號采集裝置。
具體實施方式
下面結(jié)合圖1對本實用新型送粉噴嘴做詳細說明。
如圖1所示,本實用新型送粉噴嘴結(jié)構(gòu),包含安裝在送粉噴嘴殼體1上的四路送粉噴管4,安裝在送粉噴嘴殼體1上的分路器2以及信號采集裝置8,安裝在分路器2的儲氣罐7以及安裝在儲氣罐內(nèi)的壓力傳感器6,安裝在送粉噴管4底部的溫度傳感器5,連接分路器2與送粉噴管4的導氣管3。
為了及時能確定是哪路送粉噴管發(fā)生堵塞,可以在每路送粉噴管的導氣管上設置一個壓力傳感器6。
本實用新型送粉噴嘴的工作過程如下:送粉器通過導氣管將載粉氣體輸送至分路器2;分路器2再將載粉氣體均分為4路,通過導氣管3輸送到四路送粉噴管4內(nèi);四路送粉噴管4從噴管底部輸出粉末匯聚成粉末匯聚點在激光的作用下形成熔池,完成送粉式金屬3D打印的過程。分路器2與儲氣罐7連接導通,因此該送粉噴嘴內(nèi)只要進行送粉,儲氣罐7將會充滿氣體并形成壓力,安裝在儲氣罐7內(nèi)的壓力傳感器6既能檢測到壓力值的變化。如成型加工過程中,四路送粉噴管4的其中一路由于粉末沉積導致堵粉現(xiàn)象的發(fā)生,則由于噴管內(nèi)流阻的改變(此時由于堵粉,流阻增大)導致分路器2與儲氣罐7中的壓力升高,則安裝在儲氣罐7內(nèi)的壓力傳感器6既能檢測到壓力值的增大過程;如成型加工過程中,四路送粉噴管4的其中一路噴管由于粘有熔融金屬小球?qū)е露路郜F(xiàn)象,則安裝在四路送粉噴管4底部的溫度傳感器5既能檢測到送粉噴管溫度上升過程,同時安裝在儲氣罐7內(nèi)的壓力傳感器6也能檢測到壓力值增大的過程。信號采集裝置8檢測到壓力傳感器6或是溫度傳感器5的值呈現(xiàn)上升趨勢后并沒有回落現(xiàn)象時,即可判定此時送粉噴嘴已出現(xiàn)堵粉現(xiàn)象,則信號采集裝置8向上位機發(fā)送報警信號。