一種金屬3d打印裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及激光熔覆技術領域，具體而言，涉及一種金屬3D打印裝置。
【背景技術】
[0002]激光熔覆技術是一種新的表面改性技術，通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基層表面形成與其為冶金結合的添料熔覆層，能夠顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱和抗氧化。
[0003]與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點，因此，激光熔覆技術應用前景十分廣闊。
[0004]目前，激光熔覆按熔覆材料的供給方式大致分為預置式激光熔覆和同步式激光熔覆，同步式激光熔覆能夠大大提高熔覆質量，降低熔覆層的稀釋率和基材的熱影響，易于實現自動控制。

【發明內容】

[0005]針對上述現有技術中存在的問題，本發明提供一種金屬3D打印裝置，本發明將3D打印技術和激光熔覆技術相結合，本裝置能夠靈活調節激光出光方向以及出粉口與基材表面的距離，具有調節精度高、操作便捷、實用性強、經濟效益高的特點，有助于提高熔覆粉末的有效利用率和熔覆質量。
[0006]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0007]—種金屬3D打印裝置，包括激光器、送粉機構、機架和水冷機，所述激光器與送粉機構固定連接，所述送粉機構安裝在機架上，所述水冷機與送粉機構連接，所述送粉機構包括依次固定連接的水平調節部、垂直調節部和送粉嘴。
[0008]進一步，所述水平調節部包括調節板和調節件一，所述調節板設有凸緣，所述凸緣上設有至少4個調節孔一，所述調節件一與所述調節孔一螺紋連接，所述調節板的中心設有通孔一。
[0009]進一步，所述水平調節部還包括墊板，所述墊板與凸緣固定連接，所述墊板的中心設有通孔二，所述垂直調節部包括調節筒，所述調節筒為T型，所述調節筒的頂部位于所述水平調節部內部，所述通孔二的直徑介于調節筒的最大外徑和最小外徑之間。
[0010]進一步，所述垂直調節部還包括套筒，所述套筒套在所述調節筒內部，所述套筒的底端與送粉嘴固定連接，所述調節筒上設有調節孔二和調節件二，所述調節孔二和調節件二螺紋連接。
[0011]進一步，所述套筒的外表面設有滑道，所述調節件二的一端位于所述滑道內。
[0012]進一步，所述套筒設有進水口、出水口和冷卻腔，所述進水口和出水口分別與冷卻腔連通。
[0013]進一步，所述送粉嘴為錐形，所述送粉嘴的內部設有激光通道和送粉通道，所述激光通道的中軸線與所述送粉通道的中軸線夾角為15-25°，所述送粉嘴的底部設有出粉口。
[0014]進一步，所述送粉通道至少為2個，所述送粉通道均勻排列在所述送粉嘴內部。
[0015]進一步，所述送粉嘴內部還設有冷卻通道，所述冷卻通道的中軸線與激光通道的中軸線夾角為15-25°。
[0016]進一步，所述冷卻通道包括相通設置的進水通道和出水通道，所述進水通道的長度為所述送粉嘴母線長度的2/3-3/4倍。
[0017]本發明的有益效果如下:
[0018]1、本發明通過所述水平調節部和垂直調節部的協同作用，微調激光出光方向以及出粉口與基材表面的距離，具有靈活度高、有助于提高熔覆質量的特點；
[0019]2、本發明在套筒上設有冷卻腔，能夠對由于激光散射造成的送粉機構變熱進行冷卻，避免送粉機構過熱而變形或損壞；
[0020]3、本發明中對送粉通道與激光通道的夾角進行優選，既能保證送粉通道與激光通道之間存在一定的間距，降低送粉管被燒壞的幾率，又能保證激光焦點和熔覆粉末匯聚在一點，提高熔覆粉末的有效利用率和熔覆質量。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發明的整體結構示意圖；
[0022]圖2為本發明的角度調節部結構示意圖
[0023]圖3為本發明的送粉機構結構示意圖；
[0024]圖4為本發明的送粉機構剖面結構示意圖；
[0025]圖5為本發明的水平調節部和垂直調節部結構示意圖；
[0026]圖6為本發明的套筒結構示意圖；
[0027]圖7為本發明的送粉嘴結構示意圖；
[0028]圖8為本發明的送粉嘴剖面結構示意圖。
[0029]圖中:11一電控部，12—光纖，13—光學整形部，2—送粉機構，31 —電機，32—電機，33一安裝板，4一水冷機，5一水平調節部，51—調節板，52一調節件一，53一墊板，54一保護鏡片，55—調節孔一，56—通孔一，6—垂直調節部，61—調節筒，62—套筒，63—調節孔二，64—滑道，65—進水口，66—出水口，7—送粉嘴，71—激光通道，72—送粉通道，27—送粉管，73—進水通道，37—進水管，74—出水通道，47—出水管，720—出粉口，81—蝸輪，82一蝸桿。
【具體實施方式】
[0030]為了使本領域的人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合本發明的附圖，對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述，基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0031]實施例一:
[0032]如圖1所示，一種金屬3D打印裝置，包括激光器、送粉機構2、機架和水冷機4，激光器包括依次連接的電控部11、光纖12和光學整形部13，機架包括臺面和安裝板33，光學整形部13與送粉機構2固定連接，所述送粉機構2安裝在安裝板33上，所述水冷機4與電控部11連接，為電控部11進行降溫，臺面與絲杠電機31和絲杠電機32連接，2臺電機軸的伸縮方向相互垂直，從而實現臺面在二維方向的移動，第三個絲杠電機與安裝板33相連，從而實現激光頭和送粉機構2在Z軸方向的移動，這樣通過3個絲杠電機就可以實現3D打印裝置在三維方向的移動。
[0033]如圖2所示，光學整形部13與安裝板33之間還設有角度調節部，角度調節部包括蝸輪81和蝸桿82，光學整形部13與蝸輪81連接，蝸輪81位于光學整形部13和安裝板33之間，蝸桿82通過軸承與安裝板33連接，蝸輪81和蝸桿82相咬合，轉動蝸桿82即可帶動蝸輪81轉動，從而帶動光學整形部13和送粉機構2同步轉動，實現激光方向的調節，激光方向的調節范圍為±60° (激光垂直于水平面時為0° )。
[0034]如圖3、圖4和圖5所示，所述送粉機構2包括依次連接的水平調節部5、垂直調節部6和送粉嘴7，所述水平調節部5包括調節板51、調節件一 52和墊板53，所述調節板51設有凸緣，所述凸緣上設有至少4個調節孔一 55，調節孔一 55兩兩相對設置，并且調節孔一 55在凸緣上均勻排列，所述調節件一52與所述調節孔一55螺紋連接，所述調節板51的中心設有通孔一 56，用于激光束的通過。所述墊板53與凸緣固定連接，調節板51和墊板53構成一種空腔結構，所述墊板53的中心設有通孔二，所述垂直調節部6包括調節筒61，所述調節筒61為T型，所述調節筒61的頂部位于所述水平調節部5內部，所述通孔二的直徑介于調節筒