一种激光熔覆喷雾降温装置及增材打印装置的制作方法

本申请涉及激光熔覆的，尤其是涉及一种激光熔覆喷雾降温装置及增材打印装置。

背景技术：

1、在激光熔覆增材制造过程中，由于激光能量密度高、扫描速度快，已成形层在极短时间内经历熔化、凝固和冷却循环。随着沉积高度增加，热量在已成形部分不断累积，这会导致层间温度持续升高，后续层在高于材料推荐层间温度条件下成形，晶粒粗化、元素偏析加剧；温度梯度与冷却速率失衡，产生较大的非均匀热应力，引发翘曲、开裂，成形精度下降。

2、而目前针对因层间温度较高而引发的打印机质量下降问题，普遍采用的方案为自然冷却，打印间歇或层间停顿，依靠空气对流与基板热传导散热。该方法无需额外装置，但冷却速率较低，层间等待时间长，无法匹配高效打印节奏；且随着零件增高，热容增大，层间温度仍呈上升趋势，且越是打印到较高的层越是需要更长的时间进行冷却，消耗大量的时间。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本申请的目的是提供一种激光熔覆喷雾降温装置及增材打印装置，其能够兼顾打印效率的同时带走层间累积热量。

2、本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种激光熔覆喷雾降温装置，包括打印基板、激光熔覆装置、水冷插排、喷雾装置和管道，所述激光熔覆装置设于所述打印基板的上方，所述喷雾装置设于所述打印基板的一侧，所述水冷插排的进水端与外部的冷却液供给装置连接，所述水冷插排的出水端通过所述管道与所述喷雾装置连接。

4、作为本发明的优选，所述喷雾装置以及所述水冷插排均固定设置，所述喷雾装置与所述基板之间具有第一距离。

5、作为本发明的优选，所述喷雾装置和所述打印基板固定连接，所述喷雾装置凸出于所述打印基板的上方。

6、作为本发明的优选，所述喷雾装置包括若干喷雾头，若干所述喷雾头沿所述打印基板的一侧排列，若干所述喷雾头串联连接。

7、作为本发明的优选，每一所述喷雾头的喷雾口均呈扁平状。

8、作为本发明的优选，所述管道上配置有节流阀，外部的所述冷却液供给装置上配置有电磁阀。

9、作为本发明的优选，所述水冷插排的出水端与所述激光熔覆装置内的水冷系统连接。

10、作为本发明的优选，所述激光熔覆装置内设有一个激光通道以及环绕所述激光通道的多个送丝通道。

11、作为本发明的优选，所述激光熔覆装置内设有一个送丝通道以及环绕所述送丝通道的多个激光通道。

12、一种增材打印装置，包括上述的水冷降温增材装置，还包括外壳体，所述打印基板、所述激光熔覆装置、所述水冷插排、所述喷雾装置和所述管道均设于所述外壳体内。

13、综上所述，本申请的有益技术效果为：

14、1.本申请设置了水冷插排、喷雾装置及连通二者的管道，且通过水冷插排接入外部冷却液供给装置，冷却液供给装置向喷雾装置输送冷却液以形成喷雾，对已完成打印的部分进行喷雾进而降低层间温度，解决沉积高度增加导致的热量持续累积、层间温度居高不下的问题，避免了后续层在超推荐层间温度下成形的弊端，有效抑制了因层间温度过高引发的晶粒粗化现象，大幅减轻了元素偏析程度，保障了打印件各层的微观组织均匀性，提升了打印件整体的力学性能与化学组分一致性。

15、2.本申请的喷雾装置通过多个喷雾头，实现对中低层打印件的均匀喷雾，实现均匀降温。

16、3.本申请的水冷插排的出水端还可与激光熔覆装置内的水冷系统连接，实现冷却液的协同利用，进一步保障激光熔覆装置与打印件的整体温度稳定性。

17、4.本申请的采用喷雾装置进行喷雾降温，其冷却速率远高于空气对流，大幅缩短了整体打印的冷却等待工时，保障了高效打印节奏，提升了增材制造的整体生产效率。

1.一种激光熔覆喷雾降温装置，其特征在于，包括打印基板(1)、激光熔覆装置(2)、水冷插排(3)、喷雾装置(4)和管道(5)，所述激光熔覆装置(2)设于所述打印基板(1)的上方，所述喷雾装置(4)设于所述打印基板(1)的一侧，所述水冷插排(3)的进水端与外部的冷却液供给装置连接，所述水冷插排(3)的出水端通过所述管道(5)与所述喷雾装置(4)连接。

2.根据权利要求1所述的激光熔覆喷雾降温装置，其特征在于，所述喷雾装置(4)以及所述水冷插排(3)均固定设置，所述喷雾装置(4)与所述基板之间具有第一距离。

3.根据权利要求1所述的激光熔覆喷雾降温装置，其特征在于，所述喷雾装置(4)和所述打印基板(1)固定连接，所述喷雾装置(4)凸出于所述打印基板(1)的上方。

4.根据权利要求1所述的激光熔覆喷雾降温装置，其特征在于，所述喷雾装置(4)包括若干喷雾头(41)，若干所述喷雾头(41)沿所述打印基板(1)的一侧排列，若干所述喷雾头(41)串联连接。

5.根据权利要求4所述的激光熔覆喷雾降温装置，其特征在于，每一所述喷雾头(41)的喷雾口(411)均呈扁平状。

6.根据权利要求1所述的激光熔覆喷雾降温装置，其特征在于，所述管道(5)上配置有节流阀(6)，外部的所述冷却液供给装置上配置有电磁阀。

7.根据权利要求1所述的激光熔覆喷雾降温装置，其特征在于，所述水冷插排(3)的出水端与所述激光熔覆装置(2)内的水冷系统连接。

8.根据权利要求1所述的激光熔覆喷雾降温装置，其特征在于，所述激光熔覆装置(2)内设有一个激光通道以及环绕所述激光通道的多个送丝通道。

9.根据权利要求1所述的激光熔覆喷雾降温装置，其特征在于，所述激光熔覆装置(2)内设有一个送丝通道以及环绕所述送丝通道的多个激光通道。

10.一种增材打印装置，其特征在于，包括权利要求1-9中的任意一项所述的激光熔覆喷雾降温装置，还包括外壳体(7)，所述打印基板(1)、所述激光熔覆装置(2)、所述水冷插排(3)、所述喷雾装置(4)和所述管道(5)均设于所述外壳体(7)内。