激光同轴送粉气固分离均分器的研制.pdf

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1、设计与研究D鹊ignandRe湖rCh激光同轴送粉气固分离均分器的研制4田凤杰(沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳110159)摘要：为了在激光快速成形过程中获得较高的粉末利用率和有效改善同轴送粉的均匀性能，研制了一种新型的卸载载气和进行粉末均分的气固分离均分器。应用气固两相流理论对载气卸载和粉末均分过程中的粉末与载气流场进行了分析与仿真。并进行了送粉试验研究。结果表明，气固分离均分器可以良好地将载气卸载，减少载气对粉末流汇聚的干扰，分粉锥面将粉末流进行分割均分，且作为遮挡构件改善由于载气卸载造成的粉末浓度偏离，使得由同轴喷嘴喷射出的粉末流汇聚

2、性能明显提高，有效地提高了粉末的利用率：建立了粉末流简化物理模型，所建模型对气固分离均分器的设计和性能优化具有一定参考价值。关键词：激光制造同轴送粉气固分离粉末均分仿真中图分类号：TN249文献标识码：ADeVelopmentonseparatingandsharingdeViceforIasercoaxiaIfeedingpowderTlANFen自ie(SchoolofMechanicalEngineering，ShenyangLigonguniversity，Shenyang110159，CHN)Abstract：Inordertoobt

3、ainhighutilizationofpowderandimproVeworkingpedbrnlanceofcoaxialpowderfbeding，anewdevicewithunloadingcarriergasandsharingpowderisresearched．Gas—s01idtwo—phasenowtheoryisusedtoanalyze，calculateandsimulatethenowofpowderandcarriergasintheworkingpIDcess，thentheexperimentinjecting

4、ftomcoaxialnozzlewithunloadingcarriergaswasⅡlade．There—sultsindicatethatthedevicecanevidentlyseparatethepowderandcarriergas，whjchdecreasesthedis-turbancetopowderconVergentpe“b珊ance．Theconearcscanimplementsegmentationandequiparti—tiontothepowdersigni6cantly，andcon‘ectconcentr

5、ationdeviationofthepowderasocclusioncompo—nent，whichimprovestheconve唱entpedb瑚anceandpowderutilization．ThepowdernowsimplemodelisalsopresentedandtheconclusionwiUbenentfbrthedesigningandoptimizationofthepowdersepara—tingandsharingdeVice．Keywords：LaserManufacturing；CoaxialPowder

6、Feeding；Powder—gasSeparating；PowderSha打ng；Simulation目前，激光快速成形制造技术已成为一种新兴的状态、粉末流形态不仅直接影响成形层形貌和质量，而直接快速制造三维实体金属零件和修复贵重金属零部且粉末流汇聚性不好也造成粉末的利用率降低，进而件的先进制造方法，它已广泛应用于航天航空、石油化影响成形制造过程的效率和增加成本，因此国内外的工、电子信息和能源环境等行业¨o。近年来，激光同一些学者一直致力于高性能同轴送粉系统的研究开轴送粉成形技术受到国内外广泛关注，同轴送粉中粉发M一7I。现在激光快速成形大多

7、采用载气式同轴送粉末流和激光束同轴输出，在圆岗各个方向是对称的，无系统，载气式气力输送可以良好地进粉和较长距离输方向性限制，既能实现二维平面熔覆成形，也能良好实送，而且粉末不产生团聚和堵塞现象，系统主要由载气现3D成形制造，而且粉末流具有成形制造所需要的送粉器、输送管路和载气式同轴送粉喷嘴等组成。粉各向同性的功能，具有灵活的成分可调性口。3-。但是末颗粒依靠载气完成粉末的流化、输送过程，但当气粉粉末流的各向同性取决于粉末由喷嘴喷射出后的分布两相流从喷嘴喷射出时，由于气相载体易于扩散减速，{省教育厅科研项目计划(12010474)和校博士启动专项

8、基金(20lOBS0602)·66·固k≈i豢#；⋯等“十$等。MDesjgnandRe湖曲设计与研究所以载气在沿着粉末流流动方向上产生横向速度梯原来