[发明专利]一种异质多材料激光熔覆喷嘴及其制造方法

权利要求书

1.一种异质多材料激光熔覆喷嘴，包括激光通道(1)、以及分布在激光通道(1)周围的送粉结构(2)、冷却结构(3)和气帘结构(4)；其特征在于：

所述激光通道(1)为上端大、下端小且上下贯穿的圆台形空腔；

所述送粉结构(2)为多条通道，沿激光通道(1)圆周上均匀分布，相互之间呈55-60°夹角，每条通道包括：进粉口(2-1)、粉末管道(2-2)和出粉口(2-3)；所述进粉口(2-1)位于喷嘴入上方，出粉口(2-3)分布在激光通道(1)出口的周围；进粉口(2-1)与出粉口(2-3)由粉末管道(2-2)连通。

2.根据权利要求1所述异质多材料激光熔覆喷嘴，其特征在于：

所述冷却结构(3)，为冷却水循环结构，包括：进水口(3-1)、进水管道(3-2)、冷却空间(3-3)和出水口(3-4)；

所述进水口(3-1)竖直通向进水管道(3-2)；

所述进水管道(3-2)的出口倾斜通向冷却空间(3-3)的底部；所述冷却空间(3-3)是由激光通道(1)和气帘结构(4)之间的空腔构成；

所述出水口(3-4)位于冷却空间(3-3)的顶部。

3.根据权利要求2所述异质多材料激光熔覆喷嘴，其特征在于：

所述气帘结构(4)包括进气口(4-1)、进气管道(4-2)、气路环(4-3)、分气管道(4-4)和气帘环(4-5)；

所述气路环(4-3)、分气管道(4-4)和气帘环(4-5)依次连通的空腔，并围绕在激光通道(1)周围；所述气帘环(4-5)为上端大、下端小的环形圆台空腔；气帘环(4-5)的分布在冷却空间(3-3)的外围，气帘环(4-5)的出口位于激光通道(1)出光口的外围。

4.根据权利要求3所述异质多材料激光熔覆喷嘴，其特征在于：

所述进气口(4-1)与进气管道(4-2)垂直衔接；所述分气管道(4-4)为倾斜的圆柱形空腔，呈对称分布。

5.根据权利要求4所述异质多材料激光熔覆喷嘴，其特征在于：所述多材料激光熔覆喷嘴还包括安装孔(5)；

所述安装孔(5)为上下贯穿的圆柱孔，用于固定激光熔覆喷嘴本体。

6.权利要求1-4中任一项所述异质多材料激光熔覆喷嘴的制备方法，其特征在于，所述异质多材料激光熔覆喷嘴，是指铜-钢复合材料激光熔覆喷嘴；

制备方法包括下述步骤：

S1、对铜-钢多材料激光熔覆喷嘴的三维模型进行分析、检查后，在三维模型的顶面和底面之间设置一个分割平面(8)；该分割平面(8)将三维模型分割为上喷嘴(9)和下喷嘴(10)；

然后将上喷嘴(9)和下喷嘴(10)另存为STL格式文件并导出；

S2、将上喷嘴(9)和下喷嘴(10)的STL格式文件导入到数据准备软件中，进行位置摆放和切片处理，获得切片数据文件；

S3、将切片数据导入激光金属增材成型设备中，采用316L材料的金属粉末将下喷嘴(10)打印成型后，更换CuSn10材料的金属粉末，直接打印上喷嘴(9)，打印完成后将成型好的铜-钢多材料激光熔覆喷嘴取出。

7.根据权利要求6所述异质多材料激光熔覆喷嘴的制备方法，其特征在于，

步骤S1中，对铜-钢多材料激光熔覆喷嘴的三维模型的分割平面(8)具体过程为：先在三维建模软件中对三维模型进行分析，检查三维模型是否存在错误；

检查无误后，在三维模型的顶面和底面之间设置一个平行于XY平面的分割平面(8)，对三维模型进行分割处理，进而将三维模型分为上喷嘴(9)和下喷嘴(10)；最后将上喷嘴(9)和下喷嘴(10)另存为STL格式文件并导出。

8.根据权利要求7所述异质多材料激光熔覆喷嘴的制备方法，其特征在于，

步骤S2中，所述获得切片数据文件，具体过程为：将S1所导出的上喷嘴(9)和下喷嘴(10)的STL格式文件导入到数据准备软件中，调整零件的摆放位置，保持上喷嘴和下喷嘴的X轴、Y轴及Z轴方向的相对位置不变进行切片处理，获得文件格式为CLI的切片文件。