[發明專利]一種電弧激光同軸送絲送粉打印噴頭及增材制造裝置

在審

• 申請號: 201910955608.2
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN110587139A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 李保強;張麗娟;方學偉;王博文;鄭龍飛;楊健楠;盧秉恒
• 申請（專利權）人: 西安增材制造國家研究院有限公司
• 主分類號: B23K26/348
• 分類號: B23K26/348;B23K26/70
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 姚詠華

1.一種電弧激光同軸送絲送粉打印噴頭，其特征在于，包括內腔導流裝置(82)、焊絲驅動裝置(83)和光鏡結構(84)；

內腔導流裝置(82)包括送絲通道管(828)和送粉通道管(829)，送絲通道管(828)嵌套于送粉通道管(829)內，送絲通道管(828)與送粉通道管(829)同軸設置，送絲通道管(828)為中通結構，送絲通道管(828)上端為送絲入口，送絲通道管(828)下端為送絲出口，送粉通道管(829)為雙層管壁，送粉通道管(829)的雙層管壁之間為送粉通道，送粉通道管(829)側壁設有連通送粉通道內的送粉入口(825)，送粉通道管(829)下端設有送粉出口，送絲通道管(828)的送絲出口和送粉通道管(829)的送粉出口平齊；

焊絲驅動裝置(83)固定于送絲通道管(828)上端，焊絲驅動裝置(83)的送絲出口與送絲通道管(828)上端的送絲入口對齊；光鏡結構(84)用于將激光束聚焦于送絲出口和送粉出口軸線上。

2.根據權利要求1所述的一種電弧激光同軸送絲送粉打印噴頭，其特征在于，光鏡結構(84)包括分光鏡(841)和反光鏡(842)，分光鏡(841)固定于焊絲驅動裝置(83)上端，反光鏡(842)設置于分光鏡(841)四周，分光鏡(841)將激光束分散至分光鏡(841)四周的反光鏡(842)上，分散后的激光束經反光鏡(842)聚焦于送粉出口或送絲出口下端。

3.根據權利要求2所述的一種電弧激光同軸送絲送粉打印噴頭，其特征在于，還包括噴頭保護套筒(81)，光鏡結構(84)通過光鏡支架固定于噴頭保護套筒(81)上端，分光鏡(841)固定于光鏡支架中間，分光鏡(841)將豎直的入射激光束分散為水平激光束，分光鏡(841)固定于分光鏡(841)四周，多個分光鏡(841)將水平激光束匯聚于送粉出口下端，焊絲驅動裝置(83)固定于光鏡支架下端，焊絲驅動裝置(83)位于分光鏡(841)下端，內腔導流裝置(82)固定于焊絲驅動裝置(83)下端。

4.根據權利要求1所述的一種電弧激光同軸送絲送粉打印噴頭，其特征在于，送絲通道管(828)和送粉通道管(829)兩端分別通過連接法蘭(826)和連接噴嘴(827)連接。

5.根據權利要求4所述的一種電弧激光同軸送絲送粉打印噴頭，其特征在于，連接法蘭(826)中間設有螺紋通孔，連接法蘭(826)下端螺紋通孔外側設有連接螺紋，送絲通道管(828)與連接法蘭(826)的螺紋通孔連接，送粉通道管(829)上端與連接法蘭(826)下端通過螺紋連接。

6.根據權利要求4所述的一種電弧激光同軸送絲送粉打印噴頭，其特征在于，連接噴嘴(827)中間設有焊絲出口(80)，連接噴嘴(827)上端設有與送粉通道管(829)下端外側螺紋連接的內螺紋，連接噴嘴(827)上設有粉末出口。

7.根據權利要求1或2或4所述的一種電弧激光同軸送絲送粉打印噴頭，其特征在于，送粉通道管(829)外側設有冷卻管，冷卻管側壁開設有冷卻液入口(823)和冷卻液出口(824)。

8.根據權利要求7所述的一種電弧激光同軸送絲送粉打印噴頭，其特征在于，冷卻管外側套設有保護氣體通道，保護氣體通道的側壁開設有保護氣體入口(821)，保護氣體通道下端設有保護氣體出口，保護氣體出口高于送絲出口。

9.根據權利要求2所述的一種電弧激光同軸送絲送粉打印噴頭，其特征在于，分光鏡(841)至少具有兩個分光鏡面，反光鏡(842)形狀為圓形，繞噴頭中軸線旋轉對稱，反光鏡鏡面與朝向光鏡分鏡面。

10.一種基于權利要求1所述的一種電弧激光同軸送絲送粉打印噴頭的增材制造裝置，其特征在于，包括機器人(7)、計算機(1)以及與計算機(1)連接的運動控制系統(2)、激光器(3)、CMT電弧焊機(4)、送粉系統(5)和氣氛控制系統(6)，復合噴頭(8)固定于機器人(7)機器臂上，激光器(3)固定于復合噴頭(8)上端，激光器(3)的激光束能夠進入復合噴頭(8)的分光鏡(841)上，CMT電弧焊機(4)為系統提供焊接電弧，送粉系統(5)的出粉口與送粉入口(825)連通，氣氛控制系統(6)的氣體出口與保護氣體入口(821)連通。