[实用新型]一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头

说明书

本实用新型公开了一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，包括用于将丝材输送至送丝喷头的同轴送丝机构；送丝喷头包括激光槽，该激光槽分为激光入射光路和信号光反馈光路；该激光槽包括三个转折角；在第一和第二转折角处安装有第一硅反射镜，在第二转折角处安装有第二硅反射镜；其中，第三转折角位于送丝喷头的端侧，并在该端侧对称设有第三硅反射镜组；激光由激光入射光路的激光入射端依次经过第一、第二硅反射镜以及第三硅反射镜组的折射，将激光光斑聚焦至送丝喷头出丝口的丝材上。本实用新结构简单，集成光路传输与送丝的一体，效率高、丝材适用性广等优点。

技术领域

本实用新型属于金属3D打印装置中的部件，尤其涉及一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头。

背景技术

如今普及的金属3D打印技术大概可分为三种，第一种是电子束选区熔化技术(EBSM)，该技术采用高能高速的电子束选择性地轰击金属粉末，金属粉末在电子束的轰击下被熔化在一起，并与下面已成形的部分粘接，层层堆积，直至整个零件全部熔化完成，但其存在的明显缺陷是，具有动能的电子束易将粉末颗粒推开形成溃散现象，且电子束难以像激光束一样聚焦出细微的光斑，因此成型件难以达到较高的尺寸精度。第二种是激光同轴送粉净成型，采用喷头送粉并激光实时熔化凝固方式制造大型复杂结构件，该种方式可以制造航空航天大型关键结构件，但制造精密金属构件存在精度低、设备繁重。第三种是激光选区熔化技术，通过将激光聚焦到30-100微米光斑熔化预置好的金属粉末层，根据单层截面形状选区熔化并快速凝固，层层熔化堆积获得高精度的金属零件。三种金属3D打印技术中，激光选区熔化技术和电子束选区熔化属于金属3D打印的主流，但这两种也存在设备硬件成本高，操作流程复杂和加工工艺过程难以实施监控等缺陷。

开发一种低成本可监控的3D打印技术具有良好的前景，已经有一些研究人员考虑在目前FDM(熔融沉积成型)技术基础上，将ABS、PLA等非金属材料更换成低熔点技术丝，通过有规律送金属丝方式制造金属零件。但如果采用传统的送丝喷头，则最高温度只能承受300度，大大约束了丝材(金属丝材)的种类选择。且目前的FDM技术采用电阻丝加热，效率非常低，喷头挤出的精度也比较差。上述原因导致基于FDM技术制造金属3D打印技术存在材料非常受限、精度低等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，本实用新型在具备传统送丝喷头基础上，集成了激光光路及信号光光路于一体。克服了现有喷头因传统加热方式导致的喷头耐温低、效率低、丝材适用性差等缺陷。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种激光熔丝式金属3D打印装置的送丝喷头，包括用于将丝材9输送至送丝喷头6的同轴送丝机构8；

送丝喷头6包括激光槽，该激光槽分为激光入射光路和信号光反馈光路；

该激光槽包括第一转折角、第二转折角、第三转折角；在第一转折角和第二转折角处安装有第一硅反射镜1，在第二转折角处安装有第二硅反射镜2；其中，第三转折角位于送丝喷头6的端侧，并在该端侧对称设有第三硅反射镜组3；

激光由激光入射光路的激光入射端依次经过第一硅反射镜1、第二硅反射镜2、第三硅反射镜组3的折射，将激光光斑10聚焦至送丝喷头6出丝口的丝材9上。

该信号光反馈光路，用于检测丝材9是否送达至送丝喷头6的出丝口；

在送丝喷头6的出丝口端部两侧的前端，对称设置有第一信号光反射镜4和第二信号光反射镜5；

信号光反馈光路包括信号光发射端和信号光接收端；

信号光由信号光发射端入射，依次经过第一硅反射镜1、第二硅反射镜2、第一信号光反射镜4、第二信号光反射镜5后，再经过第二硅反射镜2和第一硅反射镜1的反射后由信号光接收端接收。