[实用新型]一种基于3D打印的激光熔覆装置及其喷嘴

权利要求书

1.一种基于3D打印的激光熔覆装置，其特征在于，包括准直器（1）、聚焦反射结构（2）、防护结构（3）、调节机构（4）和喷嘴（5）；所述准直器（1）与所述聚焦反射结构（2）的入射光路方向同轴连接；所述聚焦反射结构（2）在发射光路方向与所述防护结构（3）同轴连接；所述防护结构（3）、调节机构（4）、喷嘴（5）从上往下互相同轴密封连接；

所述聚焦反射结构（2）包括铜反射镜（21）和冷却固定块（22）；所述铜反射镜（21）嵌入于所述冷却固定块（22）中；

所述防护结构（3）包括防护镜片和吹气结构；所述防护镜片置于铜反射镜（21）下方，所述吹气结构置于防护镜片下方；所述防护镜片防止带粉尘的气体进入并污染光学配件；

所述调节机构（4）能够调节喷嘴（5）与光学系统的相对位置，在XYZ三维方向上调整喷嘴（5），使喷嘴（5）的粉末汇聚点与光学焦点重合；

所述喷嘴（5）位于调节机构（4）下方。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的激光熔覆装置，其特征在于，所述准直器（1）对激光器射出的激光准直为平行光。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的激光熔覆装置，其特征在于，所述冷却固定块（22）的内部环绕3D打印成型的冷却水道（221）。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的激光熔覆装置，其特征在于，所述防护镜片选用石英材质，且透过900nm~1200nm波长的激光，密封安装于铜反射镜（21）下方可对其起到粉尘防护作用。

5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的激光熔覆装置，其特征在于，所述吹气结构为环形通道，将外部气管输送进来对气体通过环形通道进行均匀分散，再由通道上的孔向中间流出，在所述防护镜片表面形成惰性气体流层，防止粉尘粘附于所述防护镜片表面后受热引起碎裂。

6.一种运用于权利要求1所述的一种基于3D打印的激光熔覆装置的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴（5）为金属3D打印的喷嘴，包括粉末流道（51）、冷却结构（52）及气路结构（53）；所述粉末流道（51）、冷却结构（52）及气路结构（53）不互通，为金属3D打印技术一体成型；

所述粉末流道（51）将控制粉末汇聚后的粉斑位置及大小，粉末流道（51）的出口方向与其垂直的方向夹角为23°，粉末汇聚点离粉末流道（51）底部平面距离在6-10mm之间，防止熔覆时喷嘴过热导致粉末堵塞；

所述冷却结构（52）包括入水口（521）、冷却内腔（523）和出水口（522），用于通入循环冷却水带走熔覆过程中累积在喷嘴上的热量，冷却内腔（523）冷却水包覆所述粉末流道（51）进行及时冷却；所述入水口（521）和出水口（522）通过螺纹与外部水管连接，两者间形成的腔体为冷却内腔（523）；

所述气路结构（53）包括内部气路（531）和气帘结构（532）；所述内部气路（531）一端通过螺纹与外部气管连接，气帘结构（532）包括两个进气口，两个进气口通过螺纹与外部气管连接。

7.根据权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，所述粉末流道（51）有三路、四路或者六路粉末流道送粉；

所述粉末流道（51）利用3D打印做内孔变径处理，将孔径从外部粉管的内径平滑过渡至所需流道内径1mm。

8.根据权利要求7所述的喷嘴，其特征在于，所述外部粉管的内径为4mm、5mm、6mm。

9.根据权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，所述冷却内腔（523）的入水口（521）位于出水口（522）下方位置。

10.根据权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，所述气帘结构（532）是环绕粉末流道（51）的环形结构，气帘结构（532）厚度为1mm以上。

11.根据权利要求6所述的喷嘴，其特征在于，所述喷嘴与外部送粉管道、冷却水道、气体管道连接方式为螺纹快接，需要喷嘴在3D打印结束后增加连接螺纹；所述喷嘴为不锈钢或者青铜材料。