УСТРОЙСТВО ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ ПРИ ПОСЛОЙНОМ ЛАЗЕРНОМ СИНТЕЗЕ

Полезная модель относится к оборудованию для лазерной обработки материалов, а именно к устройствам, перемещения сфокусированного лазерного луча по двухмерной траектории, с дозатором для подачи порошка и сопла газопорошковой струи с целью послойной лазерной наплавки порошковых материалов на поверхность металлической заготовки с армированием покрытий, для создания анизотропных композитных материалов, а также послойного выращивания изделия по 3D модели. Устройство позволяет осуществлять возможность регулирования анизотропии упругих и прочностных свойств, при заданной схеме нагрузок и благодаря известному расположению армирующего наполнителя, получить анизотропные структуры, обладающие желаемыми механическими характеристиками в любом направлении с возможностью усиления особо нагруженных участков.
Из уровня техники известно устройство для газопорошковой лазерной наплавки (RU 158543 от 14.12.2015).
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности армирования наплавленного слоя волоконными материалами непосредственно в процессе нанесения наплавляемого слоя.
Задачей полезной модели является создание устройства, позволяющего осуществлять: дозированную подачу порошкового и армирующего волоконного материала непосредственно в зону воздействия лазерного излучения.
Технический результат, на который направлена полезная модель, заключается в создании наплавленного металлического покрытия, армированного волоконными материалами для создания анизотропных композитных материалов.
Данный технический результат достигается за счет того, что устройство для армирования металлического покрытия при послойном лазерном синтезе содержит блок подачи волоконного материала через боковое сканирующее сопло непосредственно в зону обработки.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на Рис. 1 показана схема устройства для армирования металлического покрытия при послойном лазерном синтезе.
Устройство состоит из сканатора лазерного луча А, сканатора сопла газопорошковой струи С, телескопического коаксиального сопла D, системы сопряжения и фокусирования F и блока подачи волоконного материала Е.
Блок подачи волоконного материала Е состоит из бабины с волоконным материалом 4 и подающих роликов 5. Армирующий волоконный материал 3 намотан на бабину 4, проходит между подающими роликами 5 в сопло сканатора газопорошковой струи С.
Устройство работает следующим образом: на наплавляемую поверхность подложки 1 через систему сопряжения и фокусирования F, сканатор лазерного луча А, телескопическое коаксиальное сопло D сфокусированный лазерный луч 2 воздействует на металл подложки 1 инициируя ванну расплава. Порошковый материал, поступает из дозирующего устройства порошка В, через сканатор бокового сопла газопорошковой струи С в зону воздействия лазерного излучения. Одновременно с подачей порошкового материала через боковое сопло сканатора газопорошковой струи С, в зону расплава поступает армирующий волоконный материал 3. Скорость подачи и расход армирующего волоконного материала 3 регулируется скоростью вращения подающих роликов 5. Порошковый материал плавится и после кристаллизации формирует наплавленный слой, а армирующий наполнитель 3, после образования покрытия занимает место в теле наплавленного слоя в зоне перехода от основного материала подложки 1 к наплавленному слою. При получении узких наплавленных слоев сканатор лазерного луча А и сканатор сопла газопорошковой струи С не включаются. Для получения широких наплавленных слоев включаются сканатор лазерного луча А и сканатор сопла газопорошковой струи С, при этом армирующий волоконный материал 3, получая колебательное движение равномерно армирует наплавленный слой. В качестве армирующего волоконного материала может быть использовано углеводородное, базальтовое, стекловолокно и другие волоконные материалы.
Использование устройства газопорошковой лазерной наплавки позволит получить слой наплавленного металлического покрытия, армированного волоконными материалами для создания анизотропных композитных материалов.