[实用新型]一种激光3D打印头

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光3D打印领域，特别涉及一种激光3D打印头。

背景技术

激光3D打印技术是一种新兴的成型方法，其使用高功率的激光照射试件表面，融化金属粉末，形成液态的熔池，然后移动激光束，熔化前方的粉末而让后方的金属液冷却凝固，沿高度方向逐层堆积材料，最终形成三维工件。

激光3D打印设备一般包括激光发生器、激光喷头、机械移动装置以及工作台。激光喷头主要包括激光头和粉末喷头组件。进行打印工作时，粉末从喷头四周喷出，向中心轴向方向汇聚，然后被轴向上的激光熔化，沉积在下方工件上。保护气体延轴线方向喷出，保护熔池。

现有的激光3D打印头在工作时，其进气位置距出气位置太近，且进气没有经过特别处理，导致保护气体喷出时呈紊流状态，气流质点始终存在着径向速度分量，即气流作不稳定的旋转运动，易将空气卷入而破坏保护作用，工件存在缺陷；此外，打印用的粉末颗粒较细，气流变化对其汇聚运动影响明显，不稳定的保护气容易使粉末汇聚不均匀，在堆叠层数较多时，工件截面存在明显的凸起与下凹，影响打印质量。

3D打印必须具有良好的质量及精度，为了改善气体保护及送粉质量，须尽量使保护气呈层流状态喷出。

实用新型内容

本实用新型的目的是通过对激光3D打印头的保护气进气方式进行优化设计，使得保护气尽量呈层流状态喷出，改善保护效果，减小对粉末汇聚的影响，提高打印质量。

激光3D打印时，要达到良好的保护效果，必须要求保护气体能将熔池区域的空气排开，熔池及处于高温下的金属避免与周围空气接触和发生作用，出现缺陷。要使保护气体对熔池有良好的保护作用，关键的问题是使保护气体从打印头喷出时，能获得层流流态，因此，对进气方式进行优化设计，使得保护气体在打印头内形成较厚的层流层。

一种激光3D打印头，包括打印头基体以及设置在打印头基体内的打印头腔体以及保护气通道，其特征在于：所述的保护气通道由一气筛形成，该气筛设置在所述的打印头基体内，在气筛与所述打印头基体之间形成一镇静室，在所述的打印头基体外设置有与所述镇静室连通的进气管，在所述气筛上设置有一圈与所述的打印头腔体连通的气孔。

所述的气筛包括一内部带孔圆环和外部与圆环配合使用的空心套筒，圆环与套筒之间形成镇静室，套筒上设有两个对称的进气孔连接送气管。

所述的气筛安装于所述打印头基体保护镜与同轴调节器之间。

与现有技术相比，本实用新型在打印头基体内设置一个气筛，并在气筛上设置一圈与光路腔体连通的气孔。本实用新型进气方式为径向进气，保护气体进入镇静室，再由气筛小孔进入打印头腔体，冲向打印头内壁发生反流，促进了减速与均混，易于形成层流状态。

附图说明

图1为本实用新型结构装配图。

图2为气筛结构示意图。

图3为气筛装配示意图。

其中：1为光纤接口，2为主腔体，3为保护镜，4为气筛，5为同轴调节器，6为喷头，7为带孔圆环，8为空心套筒，9为镇静室，10为进气孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

本实用新型一种激光3D打印头，包括打印头基体以及设置在打印头基体内的打印头腔体以及保护气通道，所述的保护气通道由一气筛形成，该气筛设置在所述的打印头基体内，在气筛与所述打印头基体之间形成一镇静室，在所述的打印头基体外设置有与所述镇静室连通的进气管，在气筛上设置有一圈与所述的打印头腔体连通的气孔。

气筛包括一内部带孔圆环和外部与圆环配合使用的空心套筒，圆环凹槽底部均匀分布一周Ф3.0mm的小孔，共12个，如图2所示。圆环与套筒紧密配合，并通过定位螺钉固定位置。圆环凹槽与套筒之间形成镇静室，套筒上设有两个对称的进气孔连接送气管，如图3所示。

上面所述仅是本实用新型的基本原理，并非对本实用新型作任何限制，凡是依据本实用新型对其进行等同变化和修饰，均在本实用新型技术保护方案的范畴之内。