[實(shí)用新型]一種用于同軸送粉式激光定向能量沉積的噴嘴

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202222703887.3
• 申請(qǐng)日: 2022-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN218532821U
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊永強(qiáng);周恒;張世欽;王迪;宋長(zhǎng)輝;張濱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州雷佳增材科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22F12/53
• 分類(lèi)號(hào): B22F12/53;B22F10/25;C23C24/10;B22F12/20;B33Y30/00;B33Y80/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 宋亞楠

本實(shí)用新型涉及激光材料加工技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種用于同軸送粉式激光定向能量沉積的噴嘴，包括均由3D打印制作成型的噴嘴基座和噴嘴外環(huán)；噴嘴基座上設(shè)置有冷卻水入口、冷卻水出口和粉末入口，噴嘴基座內(nèi)一體成型有冷卻水路，噴嘴基座內(nèi)還一體成型有勻粉腔，噴嘴基座的底部還成型有外導(dǎo)向塑形錐面，外導(dǎo)向塑形錐面上設(shè)有粉末出口；噴嘴外環(huán)的內(nèi)側(cè)成型有內(nèi)導(dǎo)向塑形錐面，內(nèi)導(dǎo)向塑形錐面與外導(dǎo)向塑形錐面之間形成出粉間隙。3D打印的成型方式可以避免采用各個(gè)部件組裝，減少裝配件的數(shù)量，保證了勻粉腔、冷卻水路的成型精度，還可以提高內(nèi)導(dǎo)向塑形錐面、出粉外圓、外導(dǎo)向塑形錐面、出粉內(nèi)圓的加工精度，便于控制出粉間隙的精度，減小粉斑的尺寸。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及激光材料加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于同軸送粉式激光定向能量沉積的噴嘴。

背景技術(shù)

同軸送粉式激光定向能量沉積是指將所選用的金屬粉末類(lèi)沉積材料在高能量密度的激光焦點(diǎn)作用下熔融或熔化，從而將材料添加到基材表面形成涂層或?qū)⒉牧先刍潭询B后形成零件，零件的成形精度和粉末利用率是影響沉積質(zhì)量和成本的重要因素。

常規(guī)的激光定向能量沉積噴嘴匯聚粉斑大小通常為3mm－5mm，沉積熔道寬度約為2mm－4mm，與粉斑大小相似，可以獲得較高的粉末利用率。現(xiàn)階段用戶(hù)在使用環(huán)形同軸送粉式噴嘴進(jìn)行激光加工時(shí)，對(duì)其加工精度、效率和成本均提出了更高的要求，如航空葉片的葉尖修復(fù)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣受損部位修復(fù)等。

授權(quán)公告號(hào)為CN216039824U的專(zhuān)利公開(kāi)了一種激光熔覆噴嘴，包括安裝座，安裝座的安裝孔與內(nèi)芯的一端連接，內(nèi)芯外部套有進(jìn)粉塊，內(nèi)芯與進(jìn)粉塊端部的連接孔連接，安裝座、內(nèi)芯和進(jìn)粉塊同軸布置，進(jìn)粉塊和內(nèi)芯之間設(shè)置有出粉通道，內(nèi)芯和連接孔采用間隙配合，安裝座上設(shè)置有至少一組貫穿的螺紋調(diào)節(jié)孔，螺紋調(diào)節(jié)孔內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)螺釘，每個(gè)調(diào)節(jié)螺釘均能夠調(diào)節(jié)旋入程度，從而頂緊進(jìn)粉塊。

噴嘴的空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，上述的噴嘴整體由安裝座、進(jìn)粉塊、內(nèi)芯、鎖緊螺母、出粉嘴五部分組裝形成，以便于在各個(gè)部分上加工成型進(jìn)粉路徑、冷卻回路等結(jié)構(gòu)，形成復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。但是現(xiàn)有的噴嘴的裝配件數(shù)量較多，裝配后精度受限，并且內(nèi)部的空間形狀加工不便，影響了粉末的空間分布，進(jìn)而影響噴嘴的粉斑尺寸。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是：提供一種用于同軸送粉式激光定向能量沉積的噴嘴，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的噴嘴的裝配件數(shù)量多，裝配精度受限，空間形狀加工不便，影響粉末的空間分布的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于同軸送粉式激光定向能量沉積的噴嘴，包括均由3D打印制作成型的噴嘴基座和噴嘴外環(huán)，所述噴嘴基座的頂部用于與激光系統(tǒng)連接，所述噴嘴基座內(nèi)成型有供激光穿過(guò)的激光通道；

所述噴嘴基座上設(shè)置有冷卻水入口、冷卻水出口和粉末入口，所述噴嘴基座內(nèi)一體成型有連通所述冷卻水入口、冷卻水出口的冷卻水路，所述噴嘴基座內(nèi)還一體成型有與所述粉末入口連通的勻粉腔，所述噴嘴基座的底部還成型有外導(dǎo)向塑形錐面，所述外導(dǎo)向塑形錐面上設(shè)有與所述勻粉腔連通的粉末出口，所述外導(dǎo)向塑形錐面的底部外邊緣形成出粉內(nèi)圓；

所述噴嘴外環(huán)的頂部與所述噴嘴基座的底部之間密封連接，所述噴嘴外環(huán)的內(nèi)側(cè)成型有內(nèi)導(dǎo)向塑形錐面，所述內(nèi)導(dǎo)向塑形錐面的底部?jī)?nèi)邊緣形成出粉外圓，所述內(nèi)導(dǎo)向塑形錐面與所述外導(dǎo)向塑形錐面之間形成供粉末流出的出粉間隙，所述出粉外圓、所述出粉內(nèi)圓均成型在所述激光通道的底端。

優(yōu)選地，所述勻粉腔包括靠近所述激光通道的勻粉內(nèi)壁和遠(yuǎn)離所述激光通道的勻粉外壁，所述粉末出口設(shè)置在所述勻粉內(nèi)壁與所述勻粉外壁之間的底部，所述勻粉內(nèi)壁與所述勻粉外壁上均設(shè)置有用于與運(yùn)動(dòng)的粉末碰撞以改變粉末運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和空間分布的勻粉紋路。

優(yōu)選地，所述勻粉紋路為網(wǎng)形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述外導(dǎo)向塑形錐面與所述內(nèi)導(dǎo)向塑形錐面的表面粗糙度Ra小于等于1.6μm。