[发明专利]一种丝粉同轴送进的激光增材制造装置

权利要求书

1.一种丝粉同轴送进的激光增材制造装置，包括沉积头，其特征在于：沉积头包括壳体，壳体包括横向筒体和竖向筒体，竖向筒体的下端内部设置有端部碰嘴；横向筒体的端部设置有准直镜用于接收由激光发生器产生的实心激光束，横向筒体中于准直镜的下游设置有旋转对称棱镜用于将实心激光束整形为圆环状贝塞尔激光束，横向筒体中于旋转对称棱镜下游设置有第一耦合棱镜用于将圆环状贝塞尔激光束变成间隔的呈两个半圆环分布的贝塞尔激光束；横向筒体和竖向筒体的连接拐角处的内壁上倾斜设置有偏转镜，偏转镜将水平方向射来的间隔的呈两个半圆环分布的贝塞尔激光束变成竖直方向向下传送，偏转镜上于呈两个半圆环分布的贝塞尔激光束之间的间隔空隙上设置有送丝孔和送粉孔，送丝孔中设置有与端部碰嘴连接的送丝管，送粉孔中设置有与端部碰嘴连接的送粉管，端部碰嘴上设置有送丝嘴和送粉通道；竖向筒体内部于端部碰嘴和偏转镜之间设置有第二耦合棱镜以将间隔的呈两个半圆环分布的贝塞尔激光束重新合并为一个完整的圆环状激光束；竖向筒体的下端于端部碰嘴的外侧设置有非球面聚光透镜以将上述圆环状激光束变成圆锥形激光束射出，送丝嘴和送粉通道的出口方向均朝向圆锥形激光束的焦点处。

2.根据权利要求1所述的丝粉同轴送进的激光增材制造装置，其特征在于：所述送粉孔的数量为三个以上并与送丝孔整体呈线性分布于呈两个半圆环分布的贝塞尔激光束之间的间隔空隙处。

3.根据权利要求2所述的丝粉同轴送进的激光增材制造装置，其特征在于：所述第二耦合棱镜上设置有供送丝管竖直通过的第一穿孔和与各送粉管竖直通过的第二穿孔；送粉管包括位于第二耦合棱镜上方并与对应第二穿孔连接的刚性管部分和位于第二耦合棱镜与端部碰嘴之间的软管部分；端部碰嘴上进粉通道的进粉口以进丝管为中心沿周向均匀间隔设置。

4.根据权利要求2所述的丝粉同轴送进的激光增材制造装置，其特征在于：所述送粉孔的数量为四个，送丝孔的数量为一个，四个送粉孔两两对称设置于送丝孔的两侧。

5.根据权利要求1所述的丝粉同轴送进的激光增材制造装置，其特征在于：各耦合棱镜均包括中空屋脊棱镜和直角棱镜，且直角棱镜的斜面与中空屋脊棱镜的屋脊结合平面紧密粘合，中空屋脊棱镜包括两块斜面未镀反射膜的直角棱镜结构且在屋脊结合处镀有激光阻断膜；第一耦合棱镜的直角顶点朝向激光束的去向方向放置，第二耦合棱镜的直角顶点朝向激光束的来向方向放置。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的丝粉同轴送进的激光增材制造装置，其特征在于：该装置包括气源，气源通过第一气路连接有喷嘴作为金属沉积过程中的保护气体，气源通过第二气路连接有送粉装置，送粉装置通过管道与送粉管连通。

7.根据权利要求6所述的丝粉同轴送进的激光增材制造装置，其特征在于：该装置还包括向送丝管中输送丝材的送丝机。