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一种锥面杠杆式结构粉末汇聚点可调的激光同轴送粉喷嘴

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-10-24 08:53:01

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 徐景新 | 2024-10-24 08:53:01

为克服背景技术中存在的缺陷,本发明提供一种可在激光光束焦点位置改变时,同步调整粉末汇聚点的位置的连杆杠杆式粉末汇聚点可调的送粉喷嘴。

一种锥面杠杆式结构粉末汇聚点可调的激光同轴送粉喷嘴,送粉管通过可调节送粉管与熔覆头之间的夹角的角度调节装置安装在熔覆头四周;角度调节装置包括套筒,套筒沿竖直方向的横截面面积从上到下逐渐减小;套筒的一侧设有驱动装置,且套筒和熔覆头之间设有导向装置;送粉管位于套筒外,且送粉管靠近进口的一端可沿套筒外壁面上下滑动地设置套筒外壁面上,送粉管靠近出口的一端铰接在熔覆头上,送粉管的中间通过弹簧与熔覆头连接;中央控制器与驱动装置相连。在改变激光离焦量的同时,本发明能实时动态调整粉末汇聚点,让粉末汇聚点始终落在加工零件表面,实现高精度、高质量、性能良好的熔覆层且熔覆轨迹宽度可变。

激光增材制造领域(3D 打印)

金属零件打印优化:在金属 3D 打印过程中,这种送粉喷嘴能够精确控制粉末的汇聚点,使粉末与激光束更好地耦合。对于打印复杂形状的金属零件,如航空发动机叶片、医疗器械的植入体等,可以根据零件的几何形状和打印工艺要求,实时调整粉末汇聚点,确保粉末均匀熔化,提高零件的成型质量和精度。

多材料打印拓展:该喷嘴结构有利于实现多种材料的混合打印。通过调整粉末汇聚点和送粉量,可以将不同特性的金属粉末或金属与陶瓷粉末混合打印,制造出具有梯度功能的材料结构。例如,在制造具有耐磨表面和韧性内部结构的零件时,这种送粉喷嘴可以为实现材料性能的梯度分布提供技术支持。

表面工程领域

表面涂层制备:在材料表面制备耐磨、耐腐蚀、耐高温等功能性涂层时,锥面杠杆式结构的送粉喷嘴可以有效控制粉末在激光熔覆过程中的汇聚位置。例如,在机械零件表面制备硬质合金涂层,提高零件的耐磨性;或者在化工设备表面制备防腐涂层,延长设备的使用寿命。

修复再制造应用:对于磨损或损坏的机械零件,利用这种送粉喷嘴的激光同轴送粉技术可以进行精确的修复。通过调整粉末汇聚点,使修复材料与基体材料良好融合,恢复零件的尺寸和性能。如在大型轧辊、模具等零件的修复再制造过程中,该技术可以有效降低维修成本,提高设备的利用率。

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本发明的有益效果主要表现在:

1.在改变激光离焦量的同时,本发明能实时动态调整粉末汇聚点,让粉末汇聚点始终落在加工零件表面,实现高精度、高质量、性能良好的熔覆层且熔覆轨迹宽度可变。

2.在不同的激光熔覆加工过程中,所用的粉末密度、粒度,以及送粉速率、载气输送速率都会有所不同,这些参数都会引起粉末汇聚点的变化,本发明可以在一定范围内方便的调整粉末汇聚点的位置。

3.采用同轴阵列粉管式送粉,能确保粉末流汇聚的均匀性。

4.粉末流在载气的作用下,能在熔覆区形成均匀的“粉末帘”,能确保粉末的均匀性、稳定性。

5.结构简单合理,在制造工艺上易于实现。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。