一种高效率的同轴送粉喷嘴汇聚性检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及增材制造技术领域，具体为一种高效率的同轴送粉喷嘴汇聚性检测装置。


背景技术：

2.随着现代工业对高性能材料的要求不断提高，增材制造技术发展迅速，尤其是以激光同步送粉增材技术为代表的金属增材制造技术，广泛应用于航空航天、煤炭、冶金等工业领域。激光同轴送粉喷嘴，是这项技术中的核心器件之一。成型过程中，粉末需要均匀的、稳定的送入到激光熔池中，尤其是精密成型领域，要求送粉喷嘴具有很高的汇聚性，才能保证成型过程中，粉末能够有效的送入熔池中，从而获得更高的粉末利用率、更高的表面成型质量。所以同轴送粉装置是激光同步送粉增材制造装备的研究重点。同轴送粉装置的焦散，即粉末粒子束聚焦的区域，是同轴送粉装置的重要指标之一。精确的控制喷嘴的焦散，才能使粉末精准有效的送入激光熔池中。
3.传统的焦散检测方法，是由一名员工在金属板上涂粉迹，然后由专家进行检查。这种检测方法受到人为因素影响较大，而且只有少数专家能以可重现的质量完成这项任务。不仅造成检测的效率低，而且检测效果也不够准确。为此，我们提出一种高效率的同轴送粉喷嘴汇聚性检测装置。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种高效率的同轴送粉喷嘴汇聚性检测装置，包括固定座、驱动机构和带有送粉管和送气管的同轴粉末喷头，所述固定座上端面从左向右依次设有支杆和传动螺杆，所述支杆从下向上依次固定套接有限位块和顶板，所述顶板右上端部设有同轴粉末喷头，所述同轴粉末喷头上通过轴承与驱动机构连接，所述驱动机构右下端部设有连接板，所述连接板下端部安装有360度全景相机，所述传动螺杆通过螺纹连接有滑动座，所述滑动座右侧设有激光器，所述传动螺杆上端部固定套接有槽轮。
5.优选的，所述顶板上端部设有电机，所述电机通过驱动机构与同轴粉末喷头连接。
6.优选的，所述电机输出轴上固定套接有拨盘，所述拨盘和槽轮活动卡接。
7.优选的，所述滑动座左端部活动插接有支杆，所述支杆和传动螺杆相互平行。
8.优选的，所述激光器的运动高度低于同轴粉末喷头高度。
9.优选的，所述顶板和传动螺杆通过轴承连接，所述传动螺杆设于支杆内侧。
10.优选的，所述限位块设于滑动座和顶板之间。
11.优选的，所述激光器和360度全景相机通过同步开关连接。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该高效率的同轴送粉喷嘴汇聚性检测装置，通过设置传动螺杆、支杆、滑动座、拨盘、槽轮和限位块等结构，通过电机的驱动作用，拨盘旋转带动，槽轮则停滞一定时间后旋转，即传动螺杆和滑动座处于静止，此时，激光器在一个水平面发出激光，与此同时，360度相机，在驱动机构的连接作用下，围绕同轴粉末
喷头旋转，利用全景相机的保存功能，记录下此平面上粉末的汇聚情况，而当拨盘拨动槽轮时候，传动螺杆旋转，滑动座从上向下运动，此时，激光器下移一个平面，再次通过360度相机采集被粉末锥束散射的平面激光，形成图像，不但可以简单迅速的实现同轴送粉喷嘴的汇聚性检测，而且可以多层次立体观察同轴送粉喷嘴喷出的粉末在空间中的分布情况，这种方法精度高，重复性好。不仅可以用于检测同轴送粉喷嘴的汇聚性，而且紧跟时代发展，可以构建数字化三维立体模型，对于研究改进同轴送粉喷嘴，改善其喷出粉末的空间分布的工作也很大帮助，在增材制造的生产和研发领域都会有广泛的应用，极具推广价值，具有良好的市场前景，且结构设计合理，节约了资源消耗，提高了资源的利用率。
附图说明
13.图1为本实用新型结构的主视示意图；
14.图2为本实用新型结构的局部俯剖示意图；
15.图3为360度相机记录的粉末锥束截面分析示意图。
16.图中：1、固定座；2、支杆；3、限位块；4、传动螺杆；5、滑动座；6、顶板；7、激光器；8、驱动机构；9、电机；10、拨盘；11、送粉管；12、送气管；13、同轴粉末喷头；14、槽轮；15、连接板；16、360度全景相机。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.请参阅图1
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3，本实用新型提供的一种实施例：一种高效率的同轴送粉喷嘴汇聚性检测装置，包括固定座1、驱动机构8和带有送粉管11和送气管12的同轴粉末喷头13，所述同轴粉末喷头13的下方放置有基材，所述固定座1上端面从左向右依次设有支杆2和传动螺杆4，所述支杆2起到限制滑动座5跟随传动螺杆4旋转的作用，同时，通过支杆2的设置，增加了顶板6的固定稳定性，所述支杆2从下向上依次固定套接有限位块3和顶板6，所述限位块3设于滑动座5和顶板6之间。限位块3的设置，能够起到限制滑动座5向上运动位置，从而使激光器7的运动范围，在同轴粉末喷头13的下方，所述顶板6上端部设有电机9，所述电机9为减速电机，其通过导线与控制开关连接，所述电机9通过驱动机构8与同轴粉末喷头13连接。所述驱动机构8包括两个带轮和传动带，一个带轮通过轴承固定于同轴粉末喷头13上，另一带轮固定于电机9的输出轴上，所述电机9输出轴上固定套接有拨盘10，所述拨盘10和槽轮14活动卡接。拨盘10旋转一圈，可以使槽轮14旋转一定角度，从而能够实现，拨盘10带动360度全景相机16照射一圈后，滑动座5再带动激光器7向上或者向下运动至一个平面，通过360度全景相机16的多平面采集同轴送粉汇聚性情况，来改善其喷出粉末的空间分布，所述顶板6右上端部设有同轴粉末喷头13，所述同轴粉末喷头13上通过轴承与驱动机构8连接，所述驱动机构8右下端部设有连接板15，所述连接板15固定于驱动机构8上用于与同轴粉末喷头13连接的带轮下端部，所述连接板15下端部安装有360度全景相机16，所述传动螺杆4通过螺纹连接有滑动座5，所述滑动座5右端部通过螺纹与传动螺杆4连接，其左端部活动套接于支杆
2上，所述滑动座5左端部活动插接有支杆2，所述支杆2和传动螺杆4相互平行。所述滑动座5右侧设有激光器7，所述传动螺杆4上端部固定套接有槽轮14。所述顶板6和传动螺杆4通过轴承连接，所述传动螺杆4设于支杆2内侧。所述激光器7的运动高度低于同轴粉末喷头13高度。所述激光器7和360度全景相机16通过同步开关连接。
19.工作原理：该种高效率的同轴送粉喷嘴汇聚性检测装置，使用时，开启激光器7，并调整同轴粉末喷嘴，使其按工作要求喷射粉末锥束，开启电机9，在电机9的驱动作用下，拨盘10转动，通过拨盘10的旋转，带动槽轮14则停滞一定时间后旋转，即传动螺杆4和滑动座5处于静止，此时，激光器7在一个水平面发出激光，与此同时，360度全景相机16，在驱动机构8的连接作用下，围绕同轴粉末喷头13旋转，利用全景相机的保存功能，采集被粉末锥束散射的平面激光，形成图像，而当拨盘10拨动槽轮14时候，传动螺杆4旋转，滑动座5从上向下运动，此时，激光器7下移一个平面，再次通过360度相机记录，在不同平面照射粉末锥束，即可得到粉末锥束不同高度截面形状，通过组合一系列的粉末锥束截面图样，可以得到粉末锥束在空间分布的三维立体模型，进而可以找到锥束焦点，分析汇聚特性等。不但可以简单迅速的实现同轴送粉喷嘴的汇聚性检测，而且可以多层次立体观察同轴送粉喷嘴喷出的粉末在空间中的分布情况。这种方法精度高，重复性好。
20.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。