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(jī)械精密傳動(dòng)、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(dú)特的優(yōu)勢(shì)從一開始就受到國(guó)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(diǎn)問(wèn)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(shí)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(shí)質(zhì)是在計(jì)算機(jī)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(duì)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(zhǎng)時(shí)間工作送粉噴嘴容易受熱變形等問(wèn)題開展了一系列工作。
　　本文分析了現(xiàn)有送粉器在實(shí)際工作中的不足之處，針對(duì)現(xiàn)有送粉器難以輸送細(xì)粉末的問(wèn)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(jìn)

3、設(shè)計(jì)了一種擺針刮吸式送粉器。
　　在同軸送粉噴嘴的設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先，設(shè)計(jì)多組送粉通道結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)合同軸送粉粉末流場(chǎng)的固氣兩相流特性，采用FLUENT有限元分析方法對(duì)粉末流場(chǎng)進(jìn)行模擬分析，通過(guò)比較模擬結(jié)果，分析了送粉通道結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)粉末流場(chǎng)的影響，并選擇最佳模擬方案。其次，設(shè)計(jì)了噴嘴的冷卻系統(tǒng)并通過(guò)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(duì)混粉器和分粉器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后，采用FLUENT