激光快速成形粉料輸送系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、激光金屬快速成形技術(shù)是近些年在快速成形(Rapid Prototyping，RP)技術(shù)和激光熔覆技術(shù)基礎(chǔ)上，融合了機械精密傳動、數(shù)控技術(shù)、計算機技術(shù)、激光技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)以及傳感技術(shù)等多學(xué)科的高精尖綠色加工技術(shù)。激光金屬快速成形技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢從一開始就受到國內(nèi)外學(xué)者的高度重視，目前該技術(shù)已成為激光加工領(lǐng)域研究的熱點問題。激光金屬快速成形技術(shù)是利用高能激光束局部熔化金屬表面形成熔池，同時將金屬原材料側(cè)向或同軸送入熔池，形成與基體金屬

2、冶金結(jié)合，其實質(zhì)是在計算機控制下的三維激光熔覆技術(shù)。送粉系統(tǒng)是激光金屬快速成形技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。送粉系統(tǒng)主要由同步送粉器、同軸送粉噴嘴、混粉器以及分粉器四部分組成。本課題針對送粉系統(tǒng)存在的送粉不穩(wěn)定、不均勻、粉末匯聚性差、粉末利用率低以及長時間工作送粉噴嘴容易受熱變形等問題開展了一系列工作。
　　本文分析了現(xiàn)有送粉器在實際工作中的不足之處，針對現(xiàn)有送粉器難以輸送細粉末的問題，在固氣兩相流輸送理論的基礎(chǔ)上，基于現(xiàn)有的刮吸式送粉器改進

3、設(shè)計了一種擺針刮吸式送粉器。
　　在同軸送粉噴嘴的設(shè)計過程中，首先，設(shè)計多組送粉通道結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)合同軸送粉粉末流場的固氣兩相流特性，采用FLUENT有限元分析方法對粉末流場進行模擬分析，通過比較模擬結(jié)果，分析了送粉通道結(jié)構(gòu)參數(shù)對粉末流場的影響，并選擇最佳模擬方案。其次，設(shè)計了噴嘴的冷卻系統(tǒng)并通過有限元分析的方法分析了噴嘴的冷卻效果。再次，結(jié)合固氣兩相流理論，采用有限元分析的方法對混粉器和分粉器進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后，采用FLUENT