[發(fā)明專利]一種異質(zhì)多材料激光熔覆噴嘴及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110977031.2
• 申請(qǐng)日: 2021-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN113802116A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王迪;韋雄棉;鄧國威;劉林青;楊永強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C24/10
• 分類號(hào): C23C24/10;B22F5/10;B22F10/28;B33Y10/00;B33Y70/00;B33Y80/00;B33Y50/02;B22F10/85;C22C9/02
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

1.一種異質(zhì)多材料激光熔覆噴嘴，包括激光通道(1)、以及分布在激光通道(1)周圍的送粉結(jié)構(gòu)(2)、冷卻結(jié)構(gòu)(3)和氣簾結(jié)構(gòu)(4)；其特征在于：

所述激光通道(1)為上端大、下端小且上下貫穿的圓臺(tái)形空腔；

所述送粉結(jié)構(gòu)(2)為多條通道，沿激光通道(1)圓周上均勻分布，相互之間呈55-60°夾角，每條通道包括：進(jìn)粉口(2-1)、粉末管道(2-2)和出粉口(2-3)；所述進(jìn)粉口(2-1)位于噴嘴入上方，出粉口(2-3)分布在激光通道(1)出口的周圍；進(jìn)粉口(2-1)與出粉口(2-3)由粉末管道(2-2)連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述異質(zhì)多材料激光熔覆噴嘴，其特征在于：

所述冷卻結(jié)構(gòu)(3)，為冷卻水循環(huán)結(jié)構(gòu)，包括：進(jìn)水口(3-1)、進(jìn)水管道(3-2)、冷卻空間(3-3)和出水口(3-4)；

所述進(jìn)水口(3-1)豎直通向進(jìn)水管道(3-2)；

所述進(jìn)水管道(3-2)的出口傾斜通向冷卻空間(3-3)的底部；所述冷卻空間(3-3)是由激光通道(1)和氣簾結(jié)構(gòu)(4)之間的空腔構(gòu)成；

所述出水口(3-4)位于冷卻空間(3-3)的頂部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述異質(zhì)多材料激光熔覆噴嘴，其特征在于：

所述氣簾結(jié)構(gòu)(4)包括進(jìn)氣口(4-1)、進(jìn)氣管道(4-2)、氣路環(huán)(4-3)、分氣管道(4-4)和氣簾環(huán)(4-5)；

所述氣路環(huán)(4-3)、分氣管道(4-4)和氣簾環(huán)(4-5)依次連通的空腔，并圍繞在激光通道(1)周圍；所述氣簾環(huán)(4-5)為上端大、下端小的環(huán)形圓臺(tái)空腔；氣簾環(huán)(4-5)的分布在冷卻空間(3-3)的外圍，氣簾環(huán)(4-5)的出口位于激光通道(1)出光口的外圍。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述異質(zhì)多材料激光熔覆噴嘴，其特征在于：

所述進(jìn)氣口(4-1)與進(jìn)氣管道(4-2)垂直銜接；所述分氣管道(4-4)為傾斜的圓柱形空腔，呈對(duì)稱分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述異質(zhì)多材料激光熔覆噴嘴，其特征在于：所述多材料激光熔覆噴嘴還包括安裝孔(5)；

所述安裝孔(5)為上下貫穿的圓柱孔，用于固定激光熔覆噴嘴本體。

6.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述異質(zhì)多材料激光熔覆噴嘴的制備方法，其特征在于，所述異質(zhì)多材料激光熔覆噴嘴，是指銅-鋼復(fù)合材料激光熔覆噴嘴；

制備方法包括下述步驟：

S1、對(duì)銅-鋼多材料激光熔覆噴嘴的三維模型進(jìn)行分析、檢查后，在三維模型的頂面和底面之間設(shè)置一個(gè)分割平面(8)；該分割平面(8)將三維模型分割為上噴嘴(9)和下噴嘴(10)；

然后將上噴嘴(9)和下噴嘴(10)另存為STL格式文件并導(dǎo)出；

S2、將上噴嘴(9)和下噴嘴(10)的STL格式文件導(dǎo)入到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備軟件中，進(jìn)行位置擺放和切片處理，獲得切片數(shù)據(jù)文件；

S3、將切片數(shù)據(jù)導(dǎo)入激光金屬增材成型設(shè)備中，采用316L材料的金屬粉末將下噴嘴(10)打印成型后，更換CuSn10材料的金屬粉末，直接打印上噴嘴(9)，打印完成后將成型好的銅-鋼多材料激光熔覆噴嘴取出。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述異質(zhì)多材料激光熔覆噴嘴的制備方法，其特征在于，

步驟S1中，對(duì)銅-鋼多材料激光熔覆噴嘴的三維模型的分割平面(8)具體過程為：先在三維建模軟件中對(duì)三維模型進(jìn)行分析，檢查三維模型是否存在錯(cuò)誤；

檢查無誤后，在三維模型的頂面和底面之間設(shè)置一個(gè)平行于XY平面的分割平面(8)，對(duì)三維模型進(jìn)行分割處理，進(jìn)而將三維模型分為上噴嘴(9)和下噴嘴(10)；最后將上噴嘴(9)和下噴嘴(10)另存為STL格式文件并導(dǎo)出。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述異質(zhì)多材料激光熔覆噴嘴的制備方法，其特征在于，

步驟S2中，所述獲得切片數(shù)據(jù)文件，具體過程為：將S1所導(dǎo)出的上噴嘴(9)和下噴嘴(10)的STL格式文件導(dǎo)入到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備軟件中，調(diào)整零件的擺放位置，保持上噴嘴和下噴嘴的X軸、Y軸及Z軸方向的相對(duì)位置不變進(jìn)行切片處理，獲得文件格式為CLI的切片文件。