【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光增材制造，具体而言涉及可变粉斑的同轴送粉结构及激光增材的送粉方法。
技术介绍
1、激光增材技术在工业领域具有广泛的应用。在激光增材过程中，为提高生产效率，经常会使用大一些的光斑。而在精密打印成型时，则要更换小光斑加工，光斑尺寸改变的同时，为保证粉末利用率，粉斑也需要随之改变，通过小光斑和小粉斑进行精密加工。
2、目前通常的做法是更换熔覆头下面的送粉喷嘴，由于送粉喷嘴上需要连接进粉管及冷却水管，在更换时需要一一拆下，再将喷嘴从熔覆头上移除，更换新的喷嘴，再重新连接进粉管及冷却水管后调整粉斑位置，操作极为不便，严重影响生产效率，无法满足实际需求。
技术实现思路
1、针对现有技术中送粉结构存在的技术问题，本专利技术的第一方面提出可变粉斑的同轴送粉结构，包括：
2、第一喷嘴，所述第一喷嘴的内侧设有第一容腔，所述第一喷嘴的内部设有第一送粉通道；
3、第二喷嘴，连接在所述第一容腔内，所述第二喷嘴的内侧设有第二容腔；
4、第三喷嘴，连接在所述第二容腔内，且在所述第二喷嘴的内壁以及所述第三喷嘴的外壁之间形成第二送粉通道，所述第三喷嘴的内侧设有供激光穿过的通道；
5、进粉部件，包括进粉管和进气管；
6、其中，所述第一喷嘴内还设有连接通道，所述连接通道的第一端连接到所述进粉管或进气管，第二端连接到所述第二送粉通道的进粉端；
7、所述送粉部件被设置为能在第一位置和第二位置相互切换，且当所述送粉部件在第一
8、所述第一送粉通道送粉所形成的粉斑大于第二送粉通道送粉所形成的粉斑。
9、优选的，所述第一容腔在第一喷嘴第一端的尺寸大于第二端的尺寸，第二喷嘴被从所述第一喷嘴的第一端装配到所述第一容腔内，所述第二容腔在第二喷嘴第一端的尺寸大于第二端的尺寸，所述第三喷嘴被从所述第二喷嘴的第一端装配到所述第二容腔内，并与所述第一喷嘴连接，所述第三喷嘴具有高出第一喷嘴第一端端面的部分。
10、优选的，所述进粉部件被构造呈环形，且连接到所述第三喷嘴的外壁，并能相对于所述第三喷嘴沿其轴线传动，当所述进粉部件绕所述第三喷嘴的轴线传动预定的角度后，实现第一位置和第二位置的相互切换。
11、优选的，所述第三喷嘴的外壁设有螺纹连接结构，所述螺纹连接结构上设有压板，当所述压板在所述螺纹连接结构上拧紧后，能压紧所述进粉部件，使所述进粉部件保持在第一位置或第二位置。
12、优选的，所述连接通道的第一端连接到所述第一喷嘴的上端面，所述第一送粉通道的第一端连接到所述第一喷嘴的上端面，所述进粉部件和第一喷嘴之间设有垫片，所述垫片上设有多个通孔，所述通孔对应与连接通道和第一送粉通道分布，对应于所述连接通道的通孔和对应于第一送粉通道的通孔等间距分布。
13、优选的，定义第一喷嘴的下端面所处的平面为粉末流出端面，所述第一送粉通道的出口位于所述粉末流出端面，所述第二送粉通道的出口位于所述粉末流出端面。
14、优选的，所述第一送粉通道从所述第一喷嘴的第一端端面延伸至第二端端面，所述第一送粉通道被构造成包括多个独立的呈轴对称分布的管状通道。
15、优选的，所述管状通道内设有送粉管，所述管状通道的底部设有台阶槽，所述台阶槽的台阶外径等于所述送粉管的外径。
16、优选的，所述第二喷嘴的内壁面包括内径逐渐缩小的第一圆锥面，所述第三喷嘴的外壁面包括内径逐渐缩小的第二圆锥面，在所述第一圆锥面和第二圆锥面之间形成直径由第一端向第二端逐渐缩小的环形通道，所述环形通道的上方设有环形空腔，所述环形空腔与所述连接通道连通。
17、优选的，所述第二喷嘴的第二端设有第一台阶，所述第一台阶连接到所述第一喷嘴的内壁，并限制所述第二喷嘴持续向所述第一喷嘴的第二端移动，所述第三喷嘴设有第二台阶，所述第二台阶抵靠在所述第二喷嘴的第一端端面，限制所述第二喷嘴向所述第一喷嘴的第一端移动，所述第三喷嘴和第一喷嘴通过螺栓连接。
18、优选的，所述第二喷嘴和所述第一喷嘴之间具有水冷腔，所述第一喷嘴的外壁设有进水孔以及出水孔，所述进水孔以及出水孔与所述水冷腔连通。
19、本专利技术第二方面提出一种技术方案，一种激光增材的送粉方法，使用上述的可变粉斑的同轴送粉结构，包括以下步骤：
20、步骤1、根据待增材制造的零件尺寸，选择使用第一光斑或第二光斑进行增材制造；
21、步骤2、根据所选择的光斑类型，切换粉斑的尺寸，且第一粉斑对应第一光斑，第二粉斑对应第二光斑；
22、其中，粉斑尺寸的切换步骤包括：
23、步骤a、暂停送粉和送气；
24、步骤b、转动送粉部件，使其在第一位置和第二位置之间切换，切换完毕后，打开送粉和送气，改变第一送粉通道和第二送粉通道的送粉状态。
25、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
26、本申请通过三个喷嘴相互嵌套的方式组装形成喷嘴，结构紧凑，可适用于更小的工作孔间，喷嘴形成两种独立的送粉通道，送粉部件中的送粉管和送气管分别连接到两种送粉通道中的其中一个，即一种送粉一种送气，而通过改变送粉部件的位置即可使两种送粉通道输送的介质相互切换，实现大粉斑和小粉斑的切换，无需拆卸送粉管道和喷嘴，能保证加工的连续性。
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1.一种可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述第一容腔在第一喷嘴(1)第一端的尺寸大于第二端的尺寸，第二喷嘴(2)被从所述第一喷嘴(1)的第一端装配到所述第一容腔内，所述第二容腔在第二喷嘴第一端的尺寸大于第二端的尺寸，所述第三喷嘴(3)被从所述第二喷嘴(2)的第一端装配到所述第二容腔内，并与所述第一喷嘴(1)连接，所述第三喷嘴(3)具有高出第一喷嘴(1)第一端端面的部分。
3.根据权利要求1所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述进粉部件(5)被构造呈环形，且连接到所述第三喷嘴(3)的外壁，并能相对于所述第三喷嘴(3)沿其轴线传动，当所述进粉部件(5)绕所述第三喷嘴(3)的轴线传动预定的角度后，实现第一位置和第二位置的相互切换。
4.根据权利要求3所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述第三喷嘴(3)的外壁设有螺纹连接结构(32)，所述螺纹连接结构(32)上设有压板(6)，当所述压板(6)在所述螺纹连接结构(32)上拧紧后，能压紧所述进粉部件(5)，使所述进粉部件
5.根据权利要求2-4中的任意一项所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述连接通道(101)的第一端连接到所述第一喷嘴(1)的上端面，所述第一送粉通道(11)的第一端连接到所述第一喷嘴(1)的上端面，所述进粉部件(5)和第一喷嘴(1)之间设有垫片(4)，所述垫片(4)上设有多个通孔，所述通孔对应与连接通道(101)和第一送粉通道(11)分布，对应于所述连接通道(101)的通孔和对应于第一送粉通道(11)的通孔等间距分布。
6.根据权利要求1所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，定义第一喷嘴(1)的下端面所处的平面为粉末流出端面，所述第一送粉通道(11)的出口位于所述粉末流出端面，所述第二送粉通道的出口位于所述粉末流出端面。
7.根据权利要求1所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述第一送粉通道(11)从所述第一喷嘴(1)的第一端端面延伸至第二端端面，所述第一送粉通道(11)被构造成包括多个独立的呈轴对称分布的管状通道。
8.根据权利要求7所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述管状通道内设有送粉管，所述管状通道的底部设有台阶槽，所述台阶槽的台阶外径等于所述送粉管的外径。
9.根据权利要求1所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述第二喷嘴(2)的内壁面包括内径逐渐缩小的第一圆锥面，所述第三喷嘴(3)的外壁面包括内径逐渐缩小的第二圆锥面，在所述第一圆锥面和第二圆锥面之间形成直径由第一端向第二端逐渐缩小的环形通道(202)，所述环形通道(202)的上方设有环形空腔(201)，所述环形空腔(201)与所述连接通道(101)连通。
10.根据权利要求2所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述第二喷嘴(2)的第二端设有第一台阶(21)，所述第一台阶(21)连接到所述第一喷嘴(1)的内壁，并限制所述第二喷嘴(2)持续向所述第一喷嘴(1)的第二端移动，所述第三喷嘴(3)设有第二台阶(31)，所述第二台阶抵靠在所述第二喷嘴(2)的第一端端面，限制所述第二喷嘴向所述第一喷嘴(1)的第一端移动，所述第三喷嘴(3)和第一喷嘴(1)通过螺栓连接。
11.根据权利要求2所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述第二喷嘴(2)和所述第一喷嘴(1)之间具有水冷腔(102)，所述第一喷嘴(1)的外壁设有进水孔以及出水孔，所述进水孔以及出水孔与所述水冷腔(102)连通。
12.一种激光增材的送粉方法，其特征在于，使用权利要求1-11中的任意一项所述的可变粉斑的同轴送粉结构，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述第一容腔在第一喷嘴(1)第一端的尺寸大于第二端的尺寸，第二喷嘴(2)被从所述第一喷嘴(1)的第一端装配到所述第一容腔内，所述第二容腔在第二喷嘴第一端的尺寸大于第二端的尺寸，所述第三喷嘴(3)被从所述第二喷嘴(2)的第一端装配到所述第二容腔内，并与所述第一喷嘴(1)连接，所述第三喷嘴(3)具有高出第一喷嘴(1)第一端端面的部分。
3.根据权利要求1所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述进粉部件(5)被构造呈环形，且连接到所述第三喷嘴(3)的外壁，并能相对于所述第三喷嘴(3)沿其轴线传动，当所述进粉部件(5)绕所述第三喷嘴(3)的轴线传动预定的角度后，实现第一位置和第二位置的相互切换。
4.根据权利要求3所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述第三喷嘴(3)的外壁设有螺纹连接结构(32)，所述螺纹连接结构(32)上设有压板(6)，当所述压板(6)在所述螺纹连接结构(32)上拧紧后，能压紧所述进粉部件(5)，使所述进粉部件(5)保持在第一位置或第二位置。
5.根据权利要求2-4中的任意一项所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，所述连接通道(101)的第一端连接到所述第一喷嘴(1)的上端面，所述第一送粉通道(11)的第一端连接到所述第一喷嘴(1)的上端面，所述进粉部件(5)和第一喷嘴(1)之间设有垫片(4)，所述垫片(4)上设有多个通孔，所述通孔对应与连接通道(101)和第一送粉通道(11)分布，对应于所述连接通道(101)的通孔和对应于第一送粉通道(11)的通孔等间距分布。
6.根据权利要求1所述的可变粉斑的同轴送粉结构，其特征在于，定义第一喷嘴(1)的下端面所处的平面为粉末流出端面，所述第一送粉通道(11)的出口...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢飞，纪楠，迟海龙，
申请(专利权)人：南京中科煜宸激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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