一种解决重力偏聚的同轴送粉装置的制作方法

本实用新型涉及一种解决重力偏聚的同轴送粉装置，属于快速成型技术领域。

背景技术：

3D打印是一种从数字模型制作三维加固物体的方法，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型或者用于一些产品的直接制造。目前，3D打印工艺主要分为两大类，一类是将成型材料预先准备到成型位置，包括预先铺好粉末材料或装好光敏树脂或预先铺好层状材料，如选择性激光烧结(SLS)、选择性激光融化(SLM)、立体光固化成型(SLA)、分层实体制造(LOM) 等；另一类是不必预先铺放好成型材料，而是送粉和成型同步进行的同轴送粉激光打印成型技术。在同轴送粉的3D打印成型过程中，由于同轴送粉器的喷头在喷粉过程，喷出的粉体会受到重力影响，常常使粉体材料未到预定位置即下降，导致成型效果不好。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本实用新型提供一种解决重力偏聚的同轴送粉装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种解决重力偏聚的同轴送粉装置，包括同轴送粉器、激光发生装置和用于产生变换磁场的电磁场发生器，其中所述激光发生装置包括激光器、格挡镜和聚光镜，所述激光器、格挡镜和聚光镜位于同一光路上，所述激光器发出的激光束通过聚光镜进行聚焦后，再通过格挡镜照射至工件表面，所述电磁场发生器位于所述同轴送粉器的出粉口的上部设置。

进一步地，所述电磁场发生器与直流电源双极性转换器连接，用于使所述电磁场发生器产生磁场方向可变的电磁场。

进一步地，所述电磁场发生器为用于产生电磁场的螺旋线圈，所述螺旋线圈通过导线与直流电源双极性转换器电连接。

进一步地，所述格挡镜为树脂或玻璃材质，用于消弱光路内反射光强度。

进一步地，所述聚光镜上还设置有聚光镜调节器。

本实用新型由于采用以上技术方案，其达到的技术效果为：

(1)本实用新型所述解决重力偏聚的同轴送粉装置，通过在同轴送粉器的出粉口的上部设置可产生变换磁场的电磁场发生器，在上部电磁场发生器的作用下在重力方向上提供一定的梯度磁场，使得喷头在喷出带有磁性的粉体时，在磁场力的作用下可以抵消粉体自身重力的影响，使得磁性粉体不会因重力问题，在未达到激光焊接点时即下降，从而可以最大程度的实现粉体与激光同轴焊接成型的目的。此外，采用可产生变换磁场的电磁场发生器时，对于对个不同方向的同轴送粉器喷头喷出的磁性粉体，可以通过实时变换磁场方向，实现不同喷出方向喷出的磁性粉体均可在磁场作用下，抵消其重力影响，采用本实用新型所述解决重力偏聚的同轴送粉装置进行3D打印增材制造时，具有打印精度高、打印效果好的优点。

(2)本实用新型所述解决重力偏聚的同轴送粉装置，还在激光发生装置上设置激光器、格挡镜和聚光镜，聚光镜可以提高激光器发出的激光的聚焦目的，而格挡镜可以起到削弱光路内反射光强度的作用，同时保护激光头。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型所述解决重力偏聚的同轴送粉装置，包括同轴送粉器1、激光发生装置2和用于产生变换磁场的电磁场发生器3，其中所述激光发生装置2包括激光器21、格挡镜22和聚光镜23，所述激光器21、格挡镜22 和聚光镜23位于同一光路上，所述激光器发出的激光束通过聚光镜进行聚焦后，再通过格挡镜照射至工件表面，所述电磁场发生器3位于所述同轴送粉器1的出粉口的上部设置。

进一步地，本实施方式中所述电磁场发生器3与直流电源双极性转换器4 连接，其中，所述直流电源双极性转换器4可以选择现有技术中通用的直流电源双极性转换器，通过采用直流电源双极性转换器可以使所述电磁场发生器产生磁场方向可变的电磁场。

进一步地，本实施方式中，所述电磁场发生器3进一步优选为用于产生电磁场的螺旋线圈，所述螺旋线圈通过导线与直流电源双极性转换器4电连接。

进一步地，本实施方式中，所述格挡镜22为树脂或玻璃材质，用于消弱光路内反射光强度。

进一步地，所述聚光镜23上还设置有聚光镜调节器24。

上述实施方式在使用时，首先根据粉体确定需要施加的磁场强度，磁场强度的计算公式为：

其中，H为磁场强度,A/m，

Q粉：粉末流速，cm³/s；

Δt：粉末喷出到成型的时间,s；

ρ粉：粉末松装密度,g/cm³；

X:磁铁比磁化系数,cm/g；

L磁为磁场长度，m；

V为磁铁体积,m³。

在同轴送粉的激光沉积制造零件的过程中，根据上述公式计算出需要的磁场强度及梯度磁场强度H·DH/DL后，施加所需的梯度磁场，在上部电磁场发生器的作用下能够在重力方向上提供一定的梯度磁场，使得喷头在喷出带有磁性的粉体时，在磁场力的作用下可以抵消粉体自身重力的影响，使得磁性粉体不会因重力问题，在未达到激光焊接点时即下降，从而可以最大程度的实现粉体与激光同轴焊接成型的目的。

上述实施方式旨在举例说明本实用新型可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本实用新型包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本实用新型的保护范围之内。