一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置

本发明涉及激光涂层打印，具体为一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置。

背景技术：

1、激光定向能量沉积技术增材制造技术的一种代表性技术，ded利用聚焦的热能，同步熔化输送的粉末状或线状材料，按照预设的轨迹，进行逐层零件制造或单层熔覆、修复，相比于粉末床熔融增材制造技术，其成形范围大、生产率更高，易于与传统得铣削等减材制造工艺相结合，制造出满足工业应用要求得大型零部件。

2、如公告号为cn113664222b的中国专利，其公开了一种用于定向能量沉积设备的复合激光装置与方法，包括激光器包括第一，第二激光器以及与其连接的激光加工头，第一激光器的激光，依次传输至第一扩束准直透镜、合光镜、聚焦透镜，再由喷嘴的出光孔射出，并在加工平面上聚焦，作为红外光斑，第二激光器的激光，依次传输至第二扩束准直透镜、全反射镜，全反射镜将激光反射至合光镜。

3、但是上述方案存在以下不足：上述专利中通过第一激光器、第二激光器，聚焦透镜，在加工平面上产生尺寸合适的复合光斑，按程序设定开始定向能量沉积，但是在对多层的涂层进行打印时，由于每层的涂层粉末的混合配比不一致，当多种粉末在未被完全混合后便进行打印时，该位置的涂层相对于彻底混合的粉末涂层打印的位置强度则较弱，在后续的使用过程中，未完全混合后打印出来的涂层相对于粉末彻底混合打印出来的涂层强度较弱，更加容易开裂变形，为此，我们推出一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，包括底板，所述底板上端固定连接有机械臂，所述机械臂输出端固定连接有喷头，所述喷头内开设有若干组粉末混合腔，所述粉末混合腔呈波形设置，所述粉末混合腔下端延伸至外部环境中，上端与导料软管相连通，所述导料软管固定连接于喷头上端，通过呈波形设置的粉末混合腔对粉末进行混合，所述粉末混合腔内活动连接有叶轮，通过气体携带粉末与叶轮相接触后进行再次混合，并带动叶轮转动；

4、所述叶轮一端与挤压机构相连接，所述挤压机构设置于连接腔内，所述连接腔开设于喷头内，所述挤压机构与连接环相接触，所述连接环内侧呈倾斜状设置，所述连接环活动连接于连接腔内，所述连接环远离叶轮一端伸入至空腔内，并与连接板固定连接，所述连接板滑接于空腔内，所述空腔开设于喷头内，通过叶轮转动带动挤压机构旋转，通过挤压机构的旋转挤压连接环移动；

5、所述连接板下端与牵引绳固定连接，所述牵引绳远离连接板一端与t型挡板固定连接，通过连接环移动带动连接板移动，使得连接板移动对牵引绳进行拉扯，牵引绳移动带动t型挡板移动，所述t型挡板设置于粉末混合腔内，所述喷头内设有激光打印机构，通过激光打印机构对粉末混合腔喷出的粉末进行融化，并固定在基板表面。

6、优选的，所述挤压机构包括连接块，所述连接块一端与叶轮固定连接，所述连接块两端内均活动连接有t型连接杆，所述t型连接杆远离连接块一端与配重块固定连接，所述配重块上端呈弧形设置，两组所述配重块外侧与连接环相接触。

7、优选的，所述t型连接杆活动连接于滑接腔内，所述滑接腔开设于连接块内，所述t型连接杆外侧套接有第一弹簧，所述第一弹簧一端与滑接腔固定连接，另一端与t型连接杆固定连接。

8、优选的，所述空腔内固定连接有两组第二弹簧，所述第二弹簧另一端与连接板固定连接，所述空腔内固定安装有按压开关。

9、优选的，所述t型挡板滑接于收纳腔内，所述收纳腔开设于喷头内，所述收纳腔内固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧另一端与t型挡板固定连接。

10、优选的，所述激光打印机构包括安装腔，所述安装腔开设于喷头上端内，所述安装腔下端与激光引导腔相连通，所述激光引导腔开设于喷头下端内。

11、优选的，所述安装腔上端固定安装有两组激光器，所述激光器下端设有扩束准直透镜，所述扩束准直透镜固定安装于安装腔内，左侧所述扩束准直透镜下侧设有合光镜，右侧所述扩束准直透镜下侧设有全反射镜，所述合光镜以及全反射镜均固定安装于安装腔内，所述合光镜下侧设有聚焦透镜，所述聚焦透镜固定安装于安装腔内。

12、优选的，所述底板上端设有四组活动板，所述活动板下端固定连接有导向块，所述导向块滑接于导向槽内，所述导向槽开设于底板上端内，所述导向块内侧螺接有丝杆，所述丝杆活动连接于导向槽内，所述丝杆一端伸出底板，并与手轮固定连接。

13、优选的，两组所述活动板相对面均设有夹板，所述夹板靠近活动板一侧与两组t型导向杆固定连接，所述t型导向杆活动连接于活动板内，所述t型导向杆外侧套接有连接弹簧，所述连接弹簧一端与夹板固定连接，另一端与活动板固定连接。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过呈波形设置的粉末混合腔以及叶轮的设置，使得保护气体携带金属粉末进入至粉末混合腔的波浪形位置时进行金属粉末的混合，当气体携带金属粉末与叶轮相接触后，叶轮会转动并对金属粉末进行再一次的混合，使得喷出的金属粉末混合更加彻底，解决由于金属粉末未完全混合后，使得打印出来的涂层相对于粉末彻底混合打印出来的涂层强度较弱的情况发生。

技术特征：

1.一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，包括底板，其特征在于：所述底板上端固定连接有机械臂，所述机械臂输出端固定连接有喷头，所述喷头内开设有若干组粉末混合腔，所述粉末混合腔呈波形设置，所述粉末混合腔下端延伸至外部环境中，上端与导料软管相连通，所述导料软管固定连接于喷头上端，通过呈波形设置的粉末混合腔对粉末进行混合，所述粉末混合腔内活动连接有叶轮，通过气体携带粉末与叶轮相接触后进行再次混合，并带动叶轮转动；

2.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，其特征在于：所述挤压机构包括连接块，所述连接块一端与叶轮固定连接，所述连接块两端内均活动连接有t型连接杆，所述t型连接杆远离连接块一端与配重块固定连接，所述配重块上端呈弧形设置，两组所述配重块外侧与连接环相接触。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，其特征在于：所述t型连接杆活动连接于滑接腔内，所述滑接腔开设于连接块内，所述t型连接杆外侧套接有第一弹簧，所述第一弹簧一端与滑接腔固定连接，另一端与t型连接杆固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，其特征在于：所述空腔内固定连接有两组第二弹簧，所述第二弹簧另一端与连接板固定连接，所述空腔内固定安装有按压开关。

5.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，其特征在于：所述t型挡板滑接于收纳腔内，所述收纳腔开设于喷头内，所述收纳腔内固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧另一端与t型挡板固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，其特征在于：所述激光打印机构包括安装腔，所述安装腔开设于喷头上端内，所述安装腔下端与激光引导腔相连通，所述激光引导腔开设于喷头下端内。

7.根据权利要求6所述的一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，其特征在于：所述安装腔上端固定安装有两组激光器，所述激光器下端设有扩束准直透镜，所述扩束准直透镜固定安装于安装腔内，左侧所述扩束准直透镜下侧设有合光镜，右侧所述扩束准直透镜下侧设有全反射镜，所述合光镜以及全反射镜均固定安装于安装腔内，所述合光镜下侧设有聚焦透镜，所述聚焦透镜固定安装于安装腔内。

8.根据权利要求1所述的一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，其特征在于：所述底板上端设有四组活动板，所述活动板下端固定连接有导向块，所述导向块滑接于导向槽内，所述导向槽开设于底板上端内，所述导向块内侧螺接有丝杆，所述丝杆活动连接于导向槽内，所述丝杆一端伸出底板，并与手轮固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，其特征在于：两组所述活动板相对面均设有夹板，所述夹板靠近活动板一侧与两组t型导向杆固定连接，所述t型导向杆活动连接于活动板内，所述t型导向杆外侧套接有连接弹簧，所述连接弹簧一端与夹板固定连接，另一端与活动板固定连接。

技术总结本发明涉及激光涂层打印生产技术领域，具体为一种基于激光粉末定向能量沉积的涂层打印装置，包括底板，所述底板上端固定连接有机械臂，所述机械臂输出端固定连接有喷头，所述喷头内开设有若干组粉末混合腔，所述粉末混合腔呈波形设置，所述粉末混合腔下端延伸至外部环境中，上端与导料软管相连通，所述导料软管固定连接于喷头上端；通过呈波形设置的粉末混合腔以及叶轮的设置，使得保护气体携带金属粉末进入至粉末混合腔的波浪形位置时进行金属粉末的混合，当气体携带金属粉末与叶轮相接触后，叶轮会转动并对金属粉末进行再一次的混合，使得打印出来的涂层相对于粉末彻底混合打印出来的涂层强度较弱的情况发生。技术研发人员：邱昊,朱江奇,马汝成,董真,闫星辰受保护的技术使用者：广东省科学院新材料研究所技术研发日：技术公布日：2024/8/27