[发明专利]用于激光材料加工的装置的粉末喷嘴、容纳单元和加工头部

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于激光材料加工的装置的粉末喷嘴、根据权利要求5的前序部分的用于激光材料加工的装置的粉末喷嘴的容纳单元和带有权利要求10的特征的用于激光材料加工的装置的加工头部。

背景技术

激光材料加工能够尤其实施为利用粉末的激光射束堆焊。这种方法例如在许多领域如例如工具制造、模具制造、传动机构制造和机械制造中用于维护（Instantsetzung）、防磨损和防腐蚀。在此利用激光射束在结构部件上产生熔斑并且通过粉末喷嘴将由附加原料制成的粉末输送给熔斑。经输送的粉末此后同样熔化并且与结构部件的熔化的基本原料复合。通过由激光和粉末喷嘴构成的单元在结构部件之上的运动产生所谓的堆焊焊道。各个堆焊焊道能够如下密地彼此并排，使得在结构部件上出现闭合的覆层，所述覆层能够为了提高表面品质进行再加工。

在此使用的粉末喷嘴经受高的温度并且由于穿过所述粉末喷嘴来输送的粉末而经受磨损。此外，完全或部分熔化的粉末会（所述粉末从结构部件处弹回）附着在粉末喷嘴处。所述附着必须定期去除，以便保证不堵塞粉末供应地无缺陷地运行。因此用于激光材料加工的、尤其用于以粉末进行激光射束堆焊的装置的粉末喷嘴必须实施成可更换的。

在文件DE 10 2005 058 172 B4中描述用于以激光射束堆焊的形式的激光材料加工的装置。装置具有带有射束通过通道的粉末喷嘴。射束通过通道具有射束输入开口和在轴向方向上对置的射束输出开口。粉末喷嘴此外具有容纳轴颈，在所述容纳轴颈处构造有射束输入开口并且借助于所述容纳轴颈实现固定或保持粉末喷嘴。为了固定粉末喷嘴，除了环绕的凹槽之外的柱形的插入区域插入到没有更详细地示出的、空心柱形的容纳套筒中。容纳套筒在其周缘处分布地具有多个钻孔，埋头螺纹紧固件能够旋入到所述钻孔中。钻孔的位置如下来选取，使得在插入的粉末喷嘴的情况下，埋头螺纹紧固件在旋入时沉入到凹槽中并且由此将粉末喷嘴相对于容纳套筒来固定。在拆卸粉末喷嘴时埋头螺纹紧固件必须松开并且能够脱落。在安装粉末套筒时所述粉末套筒必须被置于到正确的轴向位置或插入位置中并且在该处保持。只有这时才能够旋入埋头螺纹紧固件。

在文件DE 10 2005 058 172 B4中描述的装置中，由容纳轴颈和容纳套筒构成的配对在整个插入深度上用作粉末喷嘴的定心部。因为由此在整个插入深度上需要紧密的配合，故定心部对于污染而言是非常敏感的。已经小的污染会导致容纳轴颈在容纳套筒中的卡住。

发明内容

与此相对地，本发明的任务是，提出粉末喷嘴、用于粉末喷嘴的容纳单元和加工头部以用于激光材料加工的装置，其实现简单地更换粉末喷嘴。根据本发明，所述任务利用带有权利要求1的特征的粉末喷嘴、带有权利要求5的特征的容纳单元和带有权利要求10的特征的加工头部来解决。

根据本发明的用于激光材料加工的装置的粉末喷嘴具有射束通过通道，所述射束通过通道具有射束输入开口和在轴向方向上对置的射束输出开口。在装置运行中，激光射束通过射束输入开口进入到射束通过通道中并且在所述激光射束碰到待加工的工件上之前通过射束输入开口离开所述射束通过通道。粉末喷嘴此外具有容纳轴颈，在所述容纳轴颈处构造有射束输入开口。借助于容纳轴颈实现将粉末喷嘴固定或保持尤其在用于激光材料加工的装置的容纳单元的容纳套筒中。

根据本发明，容纳轴颈如下实施，使得容纳轴颈在朝着射束输入开口的方向布置的插入区域中的外轮廓朝着射束输入开口的方向单调地逐渐变细。由此粉末喷嘴能够在使用时到如下程度地插入到容纳套筒中，直到容纳轴颈的外轮廓与容纳套筒的相对应的内轮廓到达贴靠并且粉末喷嘴由此不能够进一步推入。在所述位置中，粉末喷嘴由此轴向和径向地相对于容纳套筒以及由此相对于容纳单元明确地固定并且能够通过合适的固定器件固定。由此粉末喷嘴能够特别简单地在容纳单元中固定在正确的位置处。此外，通过逐渐变细获得非常小的易受污染性。

“单调地逐渐变细”就此而言应该理解成，外轮廓逐渐变细，而横截面朝着射束输入开口的方向没有又变大。横截面在此也能够在区段中保持相同。“插入区域”应该就此而言理解成如下区域，所述区域沉入到容纳套筒中。

粉末喷嘴尤其用在以粉末进行激光射束堆焊中。但在其它激光材料加工、如例如激光切割或激光焊接中的使用同样可行。在这些情况中没有粉末被引导通过粉末喷嘴。