[實用新型]一種用于激光快速成形的同軸送粉嘴

無效

• 申請號: 200920203939.2
• 申請日: 2009-10-16
• 公開（公告）號: CN201511130U
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 楊光;王維;欽蘭云;佟明;王興良;項坤
• 申請（專利權）人: 沈陽航空工業學院
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;C23C24/10
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所 21229
• 代理人: 甄玉荃

技術領域：本實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，主要應用于金屬粉末激光快速成形系統中和激光表面熔覆系統中。

背景技術：激光是二十世紀最有發展前途的領域，國外已開發出20多種激光加工技術，其中激光熔覆技術是目前最活躍的激光加工技術之一。激光快速成形技術是是將激光熔覆技術與快速成形技術相結合，以金屬粉末為原料，采用高功率的激光熔覆技術，利用快速成形分層制造思想，制造出金屬功能零件表坯。此項技術因能夠直接成形金屬功能零件而倍受人們的關注，并且取得了長足的發展。激光快速成形系統除了大功率激光器外，主要還包括導光及聚焦裝置、數控裝置和金屬粉末送給裝置等，其中金屬粉末送給是一項關鍵技術，它直接影響著的激光表面熔覆和激光快速成形的質量和效率。目前，金屬粉末送給方式主要有以下三種：預置粉末法、側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，而且大多數同軸粉末噴嘴均采用同軸環形錐套的結構。這種同軸粉末噴嘴雖然結構緊湊，但是仍然具有如下問題：

1、粉末匯聚性差：現有環形錐套結構在整個環周上都有粉末噴出，不易實現粉末匯聚到激光熔覆或激光快速成形的熔池內。

2、粉末利用率低：因為現有環形錐套結構的同軸送粉嘴粉末匯聚性差，直接導致粉末利用率低，近而造成加工成本增加。

3、加工困難：現有同軸送粉嘴大多采用焊接結構，焊接加工熱量輸入大，工件變形大，成品率低，導致加工困難。

發明內容：針對上述現有技術的不足，本實用新型提供了一種用于激光快速成形的同軸送粉嘴。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：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，內錐嘴，進粉套和進水管。錐嘴套處于冷卻水罩內，進水管插入到冷卻水罩內。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構連接，在上下兩個結合面處分別設有密封圈。內錐嘴和進粉套處于錐嘴套內。內錐嘴與進粉套之間用螺紋連接，內錐嘴在內，進粉套在外，內錐嘴與進粉套之間的空腔為內層冷卻水通道，在內錐嘴與進粉套兩個結合面上分別有密封圈。內錐嘴外表面為圓錐面，在此面上均勻的開有4個(每個槽相差90度)或是6個(每個槽相差60度)槽型結構，槽型結構的中心線匯交于一點，且此交點與激光聚焦光斑重合。

本實用新型密封、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。

附圖說明：

圖1是本實用新型的內部剖視圖。

圖2是內錐嘴的結構示意圖。

圖3是圖2的仰視圖。

具體實施方式：

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1，錐嘴套2，內錐嘴3，進粉套4和進水管5。錐嘴套2處于冷卻水罩1內，進水管5插入到冷卻水罩1內。冷卻水罩1與錐嘴套2之間的空腔為外層冷卻水通道7，此結構能帶走激光表面熔覆和激光快速成型過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之間由螺紋結構連接，在上下兩個結合面處分別設有密封圈，保證此結構的密封可靠。冷卻水罩1與進出水管5用螺紋連接，在連接時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。內錐嘴3和進粉套4處于錐嘴套2內。內錐嘴3與進粉套4之間用螺紋連接，內錐嘴3在內，進粉套4在外，內錐嘴3與進粉套4之間的空腔為內層冷卻水通道6，此結構使送粉通道的溫度保持在一個較低的范圍內，以使出粉口不粘粉，在內錐嘴3與進粉套4兩個結合面上分別有密封圈，保證此結構的密封可靠。

如圖2和圖3所示：內錐嘴3外表面為圓錐面，在此面上均勻的開有4個(每個槽相差90度)或是6個(每個槽相差60度)槽型結構。粉末從4個(6個)槽孔中噴出，有以下幾個優點：1、較現有的環錐形面噴出，提高了粉末的匯聚性。2、槽孔面積相比環孔面積要小，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。內錐嘴3為中空結構，為聚焦后的激光通道，且內部通有惰性氣體，即保護鏡片清潔，又使激光熔池處在惰性氣體保護范圍內。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，使激光熔覆和激光快速成形表面質量更高。