[发明专利]一种送粉式激光3D打印光纤送粉头

权利要求书

1.一种送粉式激光3D打印光纤送粉头，其特征在于，包括依次同轴连接的窗口防护系统(1)、伸缩套筒(2)、对中装置(3)、保护气输送段(4)、连接套筒(5)及喷粉嘴(6)，所述连接套筒(5)的内外侧设有双层冷却结构，激光束(9)依次穿过窗口防护系统(1)、伸缩套筒(2)、对中装置(3)、保护气输送段(4)及连接套筒(5)的中心孔，投射到加工面上，所述喷粉嘴(6)从四周喷射粉流到光束内部，粉末快速熔凝实现成形加工，所述双层冷却结构用于冷却激光束(9)周边的热辐射和载气粉流。

2.根据权利要求1所述的送粉式激光3D打印光纤送粉头，其特征在于，所述双层冷却结构包括内腔冷却层(7)和外腔冷却层(8)，所述内腔冷却层(7)为设置于所述连接套筒(5)内壁上的密封腔，用于直接冷却由于激光束(9)周边的热辐射和激光束(9)反射而造成的热积累，间接冷却载气粉流；所述外腔冷却层(8)为设置于喷粉嘴(6)外侧的密封腔，用于直接冷却载气粉流，并与内腔冷却层(7)配合间接冷却激光束(9)周边的热辐射和激光束(9)反射而造成的热积累。

3.根据权利要求2所述的送粉式激光3D打印光纤送粉头，其特征在于，所述内腔冷却层(7)设有进水接口和出水接口，所述进水接口和出水接口分别与两个内腔水冷管连接。

4.根据权利要求3所述的送粉式激光3D打印光纤送粉头，其特征在于，所述内腔冷却层(7)上的进水接口和出水接口对称布设。

5.根据权利要求2所述的送粉式激光3D打印光纤送粉头，其特征在于，所述外腔冷却层(8)与喷粉嘴(6)螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的送粉式激光3D打印光纤送粉头，其特征在于，所述窗口防护系统(1)包括激光增透镜(14)、保护镜架(12)及锁紧装置(11)，其中激光增透镜(14)安装在保护镜架(12)上，所述保护镜架(12)通过锁紧装置(11)与所述伸缩套筒(2)连接；所述保护镜架(12)的作用是定位及锁紧激光增透镜(14)；所述激光增透镜(14)的作用是防止成形过 程产生的烟气、回弹粉末进入光纤送粉头之前的光路部分，而造成核心光学器件损坏。

7.根据权利要求1所述的送粉式激光3D打印光纤送粉头，其特征在于，所述伸缩套筒(2)包括多个螺纹连接的套筒，通过旋转各套筒实现伸缩，所述伸缩套筒(2)用于调节加工平面上激光光斑尺寸和离焦量。

8.根据权利要求1所述的送粉式激光3D打印光纤送粉头，其特征在于，所述对中装置(3)包括支撑环(31)和位置调节螺钉，所述伸缩套筒(2)端部设有的轴肩容置于所述保护气输送段(4)端部设有的凹槽内，所述支撑环(31)与所述保护气输送段(4)端部连接，使伸缩套筒(2)与保护气输送段(4)连接，所述保护气输送段(4)端部外圆周上均布有多个与凹槽连通的对中螺纹孔(32)，各对中螺纹孔(32)内均设有一个与伸缩套筒(2)接触的位置调节螺钉，通过调节位置调节螺钉，实现保护气输送段(4)相对与伸缩套筒(2)发生位置变化，实现送粉头中心与激光光斑位置重合。

9.根据权利要求1所述的送粉式激光3D打印光纤送粉头，其特征在于，所述保护气输送段(4)上对称设有两个充气孔，实现保护气与激光束(9)的同轴输送，直接作用于熔池。

10.根据权利要求1所述的送粉式激光3D打印光纤送粉头，其特征在于，所述喷粉嘴(6)为多个、并且均布于连接套筒(5)的外侧。