本發明公開一種線性聚焦的新型3D打印噴頭，包括噴頭本體、送粉管和空氣動力學透鏡；噴頭本體的頂部設有激光入口，噴頭本體的底部設有噴頭出口，噴頭本體內的頂部設有緩沖腔，緩沖腔與激光入口連通，緩沖腔的底部設有激光出口；空氣動力學透鏡位于噴頭本體內，空氣動力學透鏡的頂部與緩沖腔連接，空氣動力學透鏡的底部與噴頭本體的底部連接，空氣動力學透鏡分別與激光出口和噴頭出口連通，空氣動力學透鏡包括由上至下設置的多個透鏡腔體，每個透鏡腔體的底部設有穿透孔，激光入口、激光出口、穿透孔和噴頭出口位于同一直線上，送粉管穿過噴頭本體與空氣動力學透鏡連通，便于3D打印時調節噴頭本體與加工件的高度位置。

技術領域

本發明涉及3D打印設備技術領域，特別涉及一種線性聚焦的新型3D打印噴頭。

背景技術

3D打印是一種累積制造技術，即快速成型的機器，它通過對照數字模型文件，通過金屬粉末或塑料等可粘合材料，打印一層層的粘合材料來制造三維的物體。現階段一些3D打印機通過送粉噴頭將粉末噴射在加工件上，再通過激光加熱使粉末融化以制造需求的產品，現階段市場上的送粉噴頭，均采用錐形結構，即粉末通過傾斜的送粉通道聚焦在一點上，該點要正好處在加工件需要被加工的位置，而后與激光接觸被融化，所以帶來的問題就是送粉噴頭與加工件的距離固定，無法便捷地進行調整，使工藝復雜化。

同時，現有的3D打印機噴頭容易出現堵頭，原料斷節等現象，究其原因均為散熱不足，現有的打印機噴頭散熱不足，噴頭內空間密集，無法有效散熱。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種線性聚焦的新型3D打印噴頭，解決了送粉噴頭與加工件的距離固定，無法便捷地進行調整的問題。

本發明的技術方案為：一種線性聚焦的新型3D打印噴頭，包括噴頭本體、送粉管和空氣動力學透鏡；噴頭本體的頂部設有激光入口，噴頭本體的底部設有噴頭出口，噴頭本體內的頂部設有緩沖腔，緩沖腔與激光入口連通，緩沖腔的底部設有激光出口；空氣動力學透鏡位于噴頭本體內，空氣動力學透鏡的頂部與緩沖腔連接，空氣動力學透鏡的底部與噴頭本體的底部連接，空氣動力學透鏡分別與激光出口和噴頭出口連通，空氣動力學透鏡包括由上至下設置的多個透鏡腔體，每個透鏡腔體的底部設有穿透孔，激光入口、激光出口、穿透孔和噴頭出口位于同一直線上，送粉管穿過噴頭本體與空氣動力學透鏡連通。通過將空氣動力學透鏡和送粉管一起設置于噴頭本體內，使得激光和待加工粉末處于同一條直線上，便于3D打印時調節噴頭本體與加工件的高度位置，并提高了送粉精度。

進一步，所述多個透鏡腔體的體積由上至下逐漸縮小，多個穿透孔的直徑由上至下逐漸縮小。使得多個透鏡腔體形成由上至下的壓力差，使得氣體攜帶粉末由上至下射出噴頭本體，并在此過程中逐漸將粉末聚焦在一條直線上。

進一步，所述送粉管傾斜設置，且送粉管的中心線的一端指向穿透孔。送粉管中的粉末可直接進入穿透孔，使得粉末在空氣動力學透鏡中線性聚集，通過空氣動力學透鏡形成精準的粒子束。

進一步，所述多個透鏡腔體的底部傾斜設置，穿透孔位于底部的中心，透鏡腔體的底部朝穿透孔傾斜。通過將透鏡腔體的底部設置成朝穿透孔傾斜，避免各透鏡腔室內落灰。

進一步，所述線性聚焦的新型3D打印噴頭還包括密封玻璃，所述密封玻璃安裝于激光出口處，密封緩沖腔與空氣動力學透鏡之間的間隙。密封玻璃用以隔絕粉末，同時不阻礙激光通過。

進一步，所述線性聚焦的新型3D打印噴頭還包括多個散熱片，所述噴頭本體的內壁設有冷卻腔，冷卻腔設有冷卻液入口和冷卻液出口，冷卻腔內填充冷卻液，多個散熱片分別一端抵接于空氣動力學透鏡，另一端抵接冷卻腔。通過設置散熱片，輔助空氣動力學透鏡進行散熱，同時散熱片將熱量傳導至冷卻腔，進一步增強散熱效果，避免噴頭本體溫度過高。