一種增材製造設備用送粉噴嘴結構的製作方法

2023-05-30 11:35:36

本實用新型屬於雷射技術領域中的增材製造領域，具體來講是送粉噴嘴結構。

背景技術：

基於送粉式金屬3D列印技術的特點，其成型加工的零件尺寸精度較低，後期加工餘量較大。因此，採用送粉式金屬3D列印技術成型的零件多為毛坯件，後期需要進行精加工處理。鑑於此，工程上採用該技術加工的零件相對來講都具有尺寸偏大、質量笨重的特徵。而採用送粉式金屬3D列印技術加工大尺寸、大質量的零件花費時間多達300小時，甚至個別大型零件超過500個小時。

相比於鋪粉式金屬3D列印技術而言，送粉式金屬3D列印技術特點在於採用送粉的方式實現增材製造。而現階段多採用送粉噴嘴的匯聚作用實現多路送粉噴管送粉的目標。送粉式金屬3D列印技術在成型零件的過程中，由於送粉噴嘴距離加工零件表面距離較近（大約4cm左右），因此易造成送粉噴嘴堵塞的現象。而送粉噴嘴堵塞直接導致預先設置的工藝參數隨之改變，造成成型加工過程中工藝參數的變化，從而導致成型零件質量不穩定的現象的發生。因此，急需採用某種方法實時監控送粉式金屬3D列印技術中送粉噴嘴的出粉情況。

技術實現要素：

本實用新型正是針對上述現象存在的問題，提供了一種通過實時檢測溫度與壓力來反應噴嘴是否堵塞的送粉噴嘴結構，可以有效的檢測成型過程中送粉噴嘴的流通情況。

為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是：

一種增材製造設備用送粉噴嘴結構，包含帶有送粉噴管的送粉噴嘴殼體，在所述殼體上設置有通過分路器與所述送粉噴管連接的儲氣罐，其特徵在於：在所述儲氣罐內設置有用於檢測儲氣罐內壓力的壓力傳感器，在所述送粉噴管上設置有檢測送粉噴管溫度的溫度傳感器。

在所述分路器與所述送粉噴管的連接管上也設置有壓力傳感器。

所述送粉噴嘴殼體下方均勻分布四路送粉噴管，所述分路器將送粉器中的載粉氣體均勻分發到所述四路送粉噴管中。

所述溫度傳感器安裝在所述四路送粉噴管底端。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

1) 本實用新型通過在儲氣罐內設置壓力傳感器，當送粉噴管出現堵塞，在儲氣罐的壓力會產生變化，可通過壓力傳感器檢測這種變化來判斷是否發生堵塞。同時，設置在噴管上的溫度傳感器，可以檢測因為噴管由於粘有熔融金屬小球導致堵粉現象。採用本實用新型實時監控的方式，可以避免現有技術中採用人工監視帶來的人員疲勞導致的響應滯後的問題；

2) 採用檢測壓力與溫度變化的方式，技術上簡單，易於實現。不僅可以判斷噴管是否堵塞，還能判斷是由於粉末沉積導致堵粉現象還是由於粘有熔融金屬小球導致堵粉現象，以供操作者給出不同的應對措施；

3) 本實用新型在每路送粉管上連接一個壓力傳感器，從而可準確的判斷出堵塞的具體管路，提高處理效率。

4) 採用同時檢測壓力與溫度變化的方式，可以減少誤判的現象發生，提高監控送粉噴嘴是否堵粉的準確率。

附圖說明

圖1所示為該帶有溫度與壓力檢測的送粉噴嘴結構簡圖。

其中，1為送粉噴嘴殼體，2為分路器，3為導氣管，4為送粉噴管，5為溫度傳感器，6為壓力傳感器，7為儲氣罐，8為信號採集裝置。

具體實施方式

下面結合圖1對本實用新型送粉噴嘴做詳細說明。

如圖1所示，本實用新型送粉噴嘴結構，包含安裝在送粉噴嘴殼體1上的四路送粉噴管4，安裝在送粉噴嘴殼體1上的分路器2以及信號採集裝置8，安裝在分路器2的儲氣罐7以及安裝在儲氣罐內的壓力傳感器6，安裝在送粉噴管4底部的溫度傳感器5，連接分路器2與送粉噴管4的導氣管3。

為了及時能確定是哪路送粉噴管發生堵塞，可以在每路送粉噴管的導氣管上設置一個壓力傳感器6。

本實用新型送粉噴嘴的工作過程如下：送粉器通過導氣管將載粉氣體輸送至分路器2；分路器2再將載粉氣體均分為4路，通過導氣管3輸送到四路送粉噴管4內；四路送粉噴管4從噴管底部輸出粉末匯聚成粉末匯聚點在雷射的作用下形成熔池，完成送粉式金屬3D列印的過程。分路器2與儲氣罐7連接導通，因此該送粉噴嘴內只要進行送粉，儲氣罐7將會充滿氣體並形成壓力，安裝在儲氣罐7內的壓力傳感器6既能檢測到壓力值的變化。如成型加工過程中，四路送粉噴管4的其中一路由於粉末沉積導致堵粉現象的發生，則由於噴管內流阻的改變（此時由於堵粉，流阻增大）導致分路器2與儲氣罐7中的壓力升高，則安裝在儲氣罐7內的壓力傳感器6既能檢測到壓力值的增大過程；如成型加工過程中，四路送粉噴管4的其中一路噴管由於粘有熔融金屬小球導致堵粉現象，則安裝在四路送粉噴管4底部的溫度傳感器5既能檢測到送粉噴管溫度上升過程，同時安裝在儲氣罐7內的壓力傳感器6也能檢測到壓力值增大的過程。信號採集裝置8檢測到壓力傳感器6或是溫度傳感器5的值呈現上升趨勢後並沒有回落現象時，即可判定此時送粉噴嘴已出現堵粉現象，則信號採集裝置8向上位機發送報警信號。