[发明专利]一种用于激光增材制造的磁束粉式送粉装置

说明书

一种用于激光增材制造的磁束粉式送粉装置，包括：架体；粉末带电装置，包括用于使粉末带电的加电单元以及用于输送带电粉末的送粉单元，其中加电单元设置在粉管的上游进粉口处，送粉单元的粉管下游出粉口通过粉管位置调节装置设置在架体下部；粉管位置调节装置，沿周向设置在架体下部；磁束粉装置，配装在粉管下游出粉口处，具有可使带电粉末发生偏转的磁场；激光发射单元，其激光头设置在架体上，并且激光头的出光口对准经粉管送出的带电粉末汇聚焦点处。本发明的有益效果是：极大提高粉末流的汇聚性，对改善送粉式激光增材制造技术的成型质量有很大帮助；可以在原有的激光器上进行改造，从而降低了成本。

技术领域

本发明涉及一种用于激光增材制造的磁束粉式送粉装置。

背景技术

自激光增材制造的概念提出以来,激光增材制造技术不断发展。由于其具有能够成形复杂、组织性能优良的零件、加工材料种类多、柔性化程度高等优点，激光增材制造技术可广泛的应用于复杂零件直接制造。但是激光增材制造过程中伴随着激光束、粉末以及熔池形貌之间复杂的相互作用，这就使得增材制造过程的控制比较复杂。目前,激光增材制造高性能的金属零部件技术主要有两种典型的方法,一种是基于同步送粉的激光熔覆沉积技术,另一种是基于预置铺粉的激光选区熔化技术。但是,上述两种技术由于其成形方式以及工艺参数的差别,从而使二者在熔池形貌、冷却速率、凝固组织以及力学性能等若干材料成形基础方面存在着较大的差异。激光选区熔化技术虽然成型精度较高，成型的机械性能较好，但是成型的尺寸受限，不易成型尺寸大的零件。同步送粉的激光熔覆沉积技术能够成型较大尺寸的零件，并且相对于激光选区熔化技术有一定的优势。在采用同步送粉的激光熔覆沉积技术进行激光增材制造过程中，许多参数会影响成型件的质量和性质。而粉末流是影响成型件成型和成性的关键因素之一。由于同步送粉是以载气来输送粉末，因此在粉管出口，粉末流的发散性比较大。

目前在同步送粉方面，很多人通过对送粉装置、喷嘴形状进行改进来提高粉末流的汇聚性，但是粉末流还是比较发散的。因此，若能极大提高粉末的汇聚性对提高激光增材制造过程中的成型质量有比较大的作用。

发明内容

本发明的目的主要是提供一种用于激光增材制造的磁束粉式送粉装置，通过粉末带电装置使粉末带电，通过磁束粉装置对带电粉末流进行约束，能够提高粉末的汇聚性，从而提高粉末的利用率，使成型件的成型质量得到进一步提升。

本发明所述的一种用于激光增材制造的磁束粉式送粉装置，其特征在于，包括：

架体；

粉末带电装置，包括用于使粉末带电的加电单元以及用于输送带电粉末的送粉单元，其中加电单元设置在粉管的上游进粉口处，送粉单元的粉管下游出粉口通过粉管位置调节装置设置在架体下部；

粉管位置调节装置，沿周向设置在架体下部，用于调整粉管下游出粉口位置，使粉末与激光发射单元发出的激光汇聚；

磁束粉装置，配装在粉管下游出粉口处，具有可使带电粉末发生偏转的磁场，用于使得带电粉末在磁场作用下发生偏转以使其汇流至同一焦点；

激光发射单元，其激光头设置在架体上，并且激光头的出光口对准经粉管送出的带电粉末汇聚焦点处，用于对粉管下游出粉口输出的带电粉末进行激光照射。

所述激光发射单元包括用于发射激光的激光控制器、用于传输激光的光纤和用于出光的激光头，激光控制器的发光口通过光纤与激光头的入光口相连；激光头固装在架体上，并且激光头的出光口对准带电粉末的偏转后的焦点处。