[发明专利]一种可控成分连续送粉系统

说明书

本发明涉及一种可控成分连续送粉系统，包括回收系统(1)、送粉头(2)、可控成分连续送粉开关(3)、多路送粉器(4)、控制系统(5)、气氛保护箱(6)、送粉管(7)。送粉头(2)与多路送粉器(4)之间通过可控成分连续送粉开关(3)连接，可以实现多种粉末的快速连续切换，可控成分连续送粉开关(3)与回收系统(1)连接，用于回收未被利用的粉末，可控成分连续送粉开关(3)、多路送粉器(4)的工作通过控制系统(5)控制，本发明的可控成分连续送粉系统可以与增材制造系统结合，实现增材制造过程中金属粉末的快速自由切换，满足多组分梯度结构柔性界面的成形要求。

技术领域

本发明涉及一种激光增材制造送粉系统，具体涉及一种可控成分连续送粉系统，属于激光增材制造技术领域。

背景技术

激光增材制造是一种快速、柔性制造技术，采用离散堆积、材料增长的理念，摆脱了传统工艺的束缚，是制造技术领域的一次重大飞跃，目前该技术已应用于金属、陶瓷、塑料以及各类复合材料的制备和零件修复。

同步式送粉激光增材制造技术将快速成形技术和激光熔覆技术有机结合，以金属粉末为加工原料，采用高能密度激光束将喷洒在金属基板上的粉末逐层熔覆堆积。同步式送粉激光增材制造技术可显著提高沉积效率和熔覆质量，能够减小稀释率和基材热影响区，易于控制熔覆层高度，能制备大尺寸、性能优异的零部件，是目前激光成形应用中主流的材料成形方式。

随着对材料性能的要求不断提高，所有零件并不都是采用单一材料制备。在异种合金梯度结构的成形过程中，并非所有梯度结构的界面均为与成形高度方向垂直的平面，需要针对具体的温度梯度环境，进行零件梯度结构的优化设计；传统的激光增材制造过程通常需要在气氛保护箱内进行，尤其是进行大尺寸零件的成形时，保护箱的尺寸较大，而送粉器由于需要加粉等操作需要置于保护箱外，导致送粉管路较长。此外，从送粉器的启动，到金属粉末随载气在送粉管路的传输，再到送粉喷嘴的稳定出粉，响应时间较长。

激光增材制造单一材料的逐层堆积过程中，送粉过程多采用预设送粉参数法，即调整好送粉速率、载气流量后，待送粉喷嘴出粉平稳后开始激光增材制造，但这种方法中粉末加速时间较长，无法实现激光增材制造梯度结构过程中金属粉末的快速自由切换，因此需要研发适用于柔性界面的可控成分连续送粉系统。

发明内容

本发明的目的在于研发适用于柔性界面的可控成分连续送粉系统，实现激光增材制造过程中异种合金粉末的连续自由切换，为激光增材制造复杂界面异种合金梯度结构提供装备基础。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种可控成分连续送粉系统，包括回收系统1、送粉头2、可控成分连续送粉开关3、多路送粉器4、控制系统5、气氛保护箱6、送粉管7，送粉头2与多路送粉器4之间通过可控成分连续送粉开关3连接，可以实现多种粉末的快速连续切换，可控成分连续送粉开关3与回收系统1连接，用于回收未被利用的粉末，可控成分连续送粉开关3、多路送粉器4的工作通过控制系统5控制。

优选地，一种可控成分连续送粉系统，其特征在于可控成分连续送粉开关3由两个气动开关A8和气动开关B9构成。

优选地，可控成分连续送粉开关3放置在气氛保护箱6内，靠近送粉喷头，极大缩短粉末的加速时间。

优选地，气动开关A6和气动开关B7的开合通过控制系统5控制，反应时间小于0.03s。

优选地，回收系统1内部分为多个腔室，通过送粉管7与可控成分连续送粉开关3连接，实现不同粉末的隔离回收。

优选地，多路送粉器4至少可进行两路送粉，并与可控成分连续送粉开关3通过送粉管连接，其送粉开始与结束通过控制系统5控制。

优选地，控制系统5包括一台计算机和控制软件，可控成分连续送粉系统的操作全部在计算机的可视界面进行。