一种激光增材防氧化装置的制作方法

1.本实用新型涉及激光增材制造技术领域，具体而言，涉及一种激光增材防氧化装置。


背景技术：

2.激光增材制造技术是基于微积分的思想，采用激光作为能量源，对预置的或同步送进的金属粉末进行逐层激光熔覆，通过材料添加的方式一层一层堆积制备出实体零件。现有的激光增材一般在半封闭式环境或空气中进行，在高温条件下金属材料极易氧化而导致材料塑性降低、产生缺陷，从而造成熔覆层整体质量下降。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在提出一种激光增材防氧化装置，以解决现有激光增材过程中金属材料易氧化的技术问题。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样的：
5.一种激光增材防氧化装置，包括腔体及防护罩，所述腔体为半封闭式结构，所述腔体的敞口处盖设有由防火软布制成的所述防护罩，所述防护罩上设有开口，所述开口适于伸入激光头，所述腔体适于放入待加工件并通入保护气。
6.本实用新型的激光增材防氧化装置，通过腔体及防护罩构成的封闭式空间能够有效隔离外部环境，腔体内部通入保护气，激光头从防护罩上的开口伸入腔体内部对待加工件进行增材作业，保证在激光加工的过程中有充足的保护气氛，使得待加工件在高温下不被氧化，加工质量高；而且防火软布制成的防护罩能够通过柔性变形有效密封激光头四周，并防止激光增材过程中产生的飞溅、高温金属颗粒等烧坏部件。
7.可选地，所述防护罩的横截面积由靠近所述腔体一侧向设有所述开口一侧逐渐减小。
8.可选地，所述防护罩包括依次连接的多块防火软布结构，各所述防火软布结构的底部分别与对应的所述腔体的各侧壁可拆卸连接。
9.可选地，所述防护罩外侧包覆有塑料层。
10.可选地，所述腔体的一侧设有进气孔，所述腔体适于从所述进气孔通入保护气。
11.可选地，该激光增材防氧化装置还包括氧含量分析测试仪、电控开关和pid控制器，所述氧含量分析测试仪与所述腔体连通，所述电控开关设于所述进气孔处以控制所述保护气的通断，所述电控开关通过所述pid控制器与所述氧含量分析测试仪电连接。
12.可选地，该激光增材防氧化装置还包括流量表，所述进气孔处设有所述流量表。
13.可选地，该激光增材防氧化装置还包括压力检测装置和排气阀，所述腔体上在与所述进气孔相对的一侧设有出气孔，所述出气孔处设有所述压力检测装置和所述排气阀，当所述压力检测装置检测到所述腔体内压力达到设定值时，所述排气阀打开开始排气。
14.可选地，该激光增材防氧化装置还包括观察窗，所述腔体的至少一侧壁上设有所
述观察窗，所述观察窗采用滤光玻璃。
15.可选地，所述腔体的底部设有固定槽，所述腔体适于通过所述固定槽安装在加工台上。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例的激光增材防氧化装置的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例的激光增材防氧化装置的剖视图。
18.附图标记说明：
19.1、腔体；11、进气孔；12、出气孔；13、固定槽；2、流量表；3、氧含量分析测试仪；4、观察窗；5、待加工件；6、压力检测装置；7、防护罩；71、开口。
具体实施方式
20.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
21.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.另外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，应当说明的是，各实施例中的术语名词例如“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位的词语，只是为了简化描述基于说明书附图的位置关系，并不代表所指的元件和装置等必须按照说明书中特定的方位和限定的操作及方法、构造进行操作，该类方位名词不构成对本实用新型的限制。
23.本文中设置有坐标系xyz，其中x轴的正向代表右方向，x轴的反向代表左方向，y轴的正向代表前方向，y轴的反向代表后方向，z轴的正向代表上方，z轴的反向代表下方。
24.如图1
‑
2所示，本实用新型实施例的一种激光增材防氧化装置，包括腔体1及防护罩7，所述腔体1为半封闭式结构，所述腔体1的敞口处盖设有由防火软布制成的所述防护罩7，所述防护罩7上设有开口71，所述开口71适于伸入激光头，所述腔体1适于放入待加工件5并通入保护气。
25.在本实施例中，半封闭式的腔体1以及腔体1顶部的防护罩7所构成的空间用来隔绝外部空气，形成适于激光增材作业的环境。所述防护罩7的正上方(上方为z轴正向所示方向)设有开口71以供所述激光头伸入，能防止产生的飞溅、高温金属颗粒等烧坏柔性布料。所述腔体1内可通入惰性气体，诸如氩气、氮气及二氧化碳中的一种或几种。
26.所述待加工件5置于所述腔体1底部，激光头从开口71伸入所述腔体1内部进行激光增材加工，腔体1内部的保护气对待加工件形成气氛保护，避免金属表面氧化。
27.可选地，所述防护罩7的横截面积由靠近所述腔体1一侧向设有所述开口71一侧逐渐减小。
28.在本实施例中，所述激光头从开口71伸入所述腔体1内，并用柔性绳、捆扎带等将封口处绑牢固，防止漏气；防护罩7采用防火软布材料制成，能保证激光头在激光增材过程中的自由活动。
29.示例性地，所述腔体1为顶部开口的矩形框架结构，所述防护罩7采用倒置的锥形结构结构/台形结构，台形结构的大端端面与所述腔体1顶部端面尺寸相同，台形结构的大端一侧与所述腔体的顶部可拆卸连接，所述防护罩7采用倒置的台形结构能够减小上端开口，尽可能避免漏气。
30.可选地，所述防护罩7包括依次连接的多块防火软布结构，各所述防火软布结构的底部分别与对应的所述腔体1的各侧壁可拆卸连接。
31.在本实施例中，所述防护罩7的侧壁是由依次连接的四块防火软布结构连接构成，每块所述防火软布结构呈梯形，相邻两所述防火软布结构之间可通过粘性材料连接，每块所述防火软布结构的底部通过螺栓固定在所述腔体1对应的侧壁上。
32.可选地，所述防护罩7外侧包覆有塑料层。
33.在本实施例中，塑料薄膜具有密封防漏气的作用，在防火软布外侧可增加塑料层，通过塑料层提高防护罩7的密封性能，避免腔体1内部保护气体的外漏，以及外部空气进入到腔体1内，使得整个腔体1内部的氧气含量、压力保持稳定。
34.可选地，所述腔体1的一侧设有进气孔11，所述腔体1适于从所述进气孔11通入保护气。
35.在本实施例中，所述腔体1的右侧壁(右方为x轴正向所示方向)设有进气孔11，从所述进气孔11向腔体1内部通入保护气，当然所述进气孔11的数量可设置一个或多个。
36.可选地，该激光增材防氧化装置还包括氧含量分析测试仪3、电控开关和pid控制器，所述氧含量分析测试仪3与所述腔体1连通，所述电控开关设于所述进气孔11处以控制所述保护气的通断，所述电控开关通过所述pid控制器与所述氧含量分析测试仪3电连接。
37.在本实施例中，所述腔体1的左侧(左方即为x轴反向所示方向)连接有氧含量分析测试仪3，所述氧含量分析测试仪3采用现成购买的仪器，所述氧含量分析测试仪3包括伸入腔体1内部的测试探头和腔体外部用于实时显示氧气含量的显示屏，通过氧含量分析测试仪3控制腔体1内的氧含量在50ppm以下。
38.在所述进气孔11处设置电控开关，通过电控开关的开关控制通入所述腔体1的保护气流量，所述氧含量分析测试仪3通过pid控制器与所述电控开关形成反馈连接控制，根据检测到的腔体1内部的氧气含量值与预先设定的氧气含量的差值，来反馈控制所述电控开关的开启，进而控制通入腔体1内的保护气流量，提高控制的便利性与准确性。
39.可选地，该激光增材防氧化装置还包括流量表2，所述进气孔11处设有所述流量表2。
40.在本实施例中，在保护气进气孔11处设置流量表2，能够实时监测和控制所通入的保护气。
41.可选地，该激光增材防氧化装置还包括压力检测装置6和排气阀，所述腔体1上在与所述进气孔11相对的一侧设有出气孔12，所述出气孔12处设有所述压力检测装置6和所述排气阀，当所述压力检测装置6检测到所述腔体1内压力达到设定值时，所述排气阀打开开始排气。
42.在本实施例中，所述腔体1的左侧壁设有出气孔12，所述出气孔12与所述进气孔11相对设置，便于气体顺利流动排出。为了保持腔体1内部的压力恒定，在所述出气孔12处连接有压力检测装置6，所述压力检测装置6是现有技术的直接应用，压力检测装置6实时监测
腔体1内的压力值，当腔体1内的压力值过大时，控制所述出气孔12处的排气阀开启，所述腔体1内的气体可以顺利地排出，控制腔体1内的气体压力保持恒定值；当腔体1内的压力值较小时，所述排气阀关闭，通过所述进气孔11继续向所述腔体1内部通入保护气，直至达到预设压力值，保证激光增材加工的稳定性。
43.可选地，该激光增材防氧化装置还包括观察窗4，所述腔体1的至少一侧壁上设有所述观察窗4，所述观察窗4采用滤光玻璃。
44.在本实施例中，所述防护罩7的前侧(y轴正向所示方向)及后侧(y轴反向所示方向)分别设有一观察窗4，在激光增材加工的过程中，工作者可通过所述观察窗4观察加工情况，以便及时调整，所述观察窗4采用滤光玻璃，可以滤除激光频段的光，以对工作者的眼部视力进行保护。当然所述观察窗4也可设置在所述防护罩7的左右侧壁上，所述观察窗4的设置数量和位置可根据实际使用需要灵活选择。
45.所述滤光玻璃的形状尺寸可任意设置，示例性地，所述滤光玻璃采用矩形，所述防护罩7对应的侧壁上设有安装孔，滤光玻璃的外周通过螺丝或胶水固定在所述安装孔上，为了提高所述滤光玻璃与所述防护罩7侧壁之间的密封性，可在所述滤光玻璃的外周加橡胶垫片，以提高防护罩7的密封性能。
46.可选地，所述腔体1的底部设有固定槽13，所述腔体1适于通过所述固定槽13安装在加工台上。
47.在本实施例中，所述腔体1的底壁可沿x轴或y轴方向延伸一定长度，在延长区域上设置固定槽13，固定槽13为长条形等任意形状，螺栓穿过所述固定槽以将所述腔体1固定在加工台上，通过设置固定槽13可方便激光增材防氧化装置整体的安装固定。
48.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。