[发明专利]一种金属3D打印装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，具体而言，涉及一种金属3D打印 装置。

背景技术

激光熔覆技术是一种新的表面改性技术，通过在基材表面添加熔覆 材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法， 在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层，能够显著改善基层表面 的耐磨、耐蚀、耐热和抗氧化。

与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组 织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特 点，因此，激光熔覆技术应用前景十分广阔。

目前，激光熔覆按熔覆材料的供给方式大致分为预置式激光熔覆和 同步式激光熔覆，同步式激光熔覆能够大大提高熔覆质量，降低熔覆层 的稀释率和基材的热影响，易于实现自动控制。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种金属3D打印装 置，本发明将3D打印技术和激光熔覆技术相结合，本装置能够灵活调 节激光出光方向以及出粉口与基材表面的距离，具有调节精度高、操作 便捷、实用性强、经济效益高的特点，有助于提高熔覆粉末的有效利用 率和熔覆质量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种金属3D打印装置，包括激光器、送粉机构、机架和水冷机， 所述激光器与送粉机构固定连接，所述送粉机构安装在机架上，所述水 冷机与送粉机构连接，所述送粉机构包括依次固定连接的水平调节部、 垂直调节部和送粉嘴。

进一步，所述水平调节部包括调节板和调节件一，所述调节板设有 凸缘，所述凸缘上设有至少4个调节孔一，所述调节件一与所述调节孔 一螺纹连接，所述调节板的中心设有通孔一。

进一步，所述水平调节部还包括垫板，所述垫板与凸缘固定连接， 所述垫板的中心设有通孔二，所述垂直调节部包括调节筒，所述调节筒 为T型，所述调节筒的顶部位于所述水平调节部内部，所述通孔二的直 径介于调节筒的最大外径和最小外径之间。

进一步，所述垂直调节部还包括套筒，所述套筒套在所述调节筒内 部，所述套筒的底端与送粉嘴固定连接，所述调节筒上设有调节孔二和 调节件二，所述调节孔二和调节件二螺纹连接。

进一步，所述套筒的外表面设有滑道，所述调节件二的一端位于所 述滑道内。

进一步，所述套筒设有进水口、出水口和冷却腔，所述进水口和出 水口分别与冷却腔连通。

进一步，所述送粉嘴为锥形，所述送粉嘴的内部设有激光通道和送 粉通道，所述激光通道的中轴线与所述送粉通道的中轴线夹角为 15-25°，所述送粉嘴的底部设有出粉口。

进一步，所述送粉通道至少为2个，所述送粉通道均匀排列在所述 送粉嘴内部。

进一步，所述送粉嘴内部还设有冷却通道，所述冷却通道的中轴线 与激光通道的中轴线夹角为15-25°。

进一步，所述冷却通道包括相通设置的进水通道和出水通道，所述 进水通道的长度为所述送粉嘴母线长度的2/3-3/4倍。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过所述水平调节部和垂直调节部的协同作用，微调激 光出光方向以及出粉口与基材表面的距离，具有灵活度高、有助于提高 熔覆质量的特点；

2、本发明在套筒上设有冷却腔，能够对由于激光散射造成的送粉 机构变热进行冷却，避免送粉机构过热而变形或损坏；

3、本发明中对送粉通道与激光通道的夹角进行优选，既能保证送 粉通道与激光通道之间存在一定的间距，降低送粉管被烧坏的几率，又 能保证激光焦点和熔覆粉末汇聚在一点，提高熔覆粉末的有效利用率和 熔覆质量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的角度调节部结构示意图

图3为本发明的送粉机构结构示意图；

图4为本发明的送粉机构剖面结构示意图；

图5为本发明的水平调节部和垂直调节部结构示意图；

图6为本发明的套筒结构示意图；

图7为本发明的送粉嘴结构示意图；

图8为本发明的送粉嘴剖面结构示意图。