设计了一种用于激光再制造的沸腾式送粉器, 并基于PICF877A单片机开发了送粉器控制系统。为探索送粉器输送规律, 以Fluent软件为工具, 通过变化沸腾气流量值、送粉气流量值等参数, 探讨气体输送流量大小、输送策略等对粉末输送特性的影响。在仿真研究的基础上, 建立控制系统的控制策略, 并以所开发的控制系统为实验平台对控制规律进行实验验证。实验结果证明: 该系统控制精度高、稳定性好, 能够满足再制造系统的需要。

为了改进激光熔覆沸腾式送粉器的性能, 对送粉器的送粉过程运用FLUENT软件进行了3维非定常的气固两相流仿真。通过对比Syamlal-O’Brien,Gidaspow,Mckeen和修正的Syamlal-O’Brien曳力模型中Ni基合金粉末输送的模拟结果, 发现Mckeen模型得到的粉末流量与实验值相符。利用Mckeen模型, 分别对不同沸腾气流量进行计算, 其平均的粉末流量也与实验值接近, 从而确定了Mckeen曳力模型适用于该类送粉器的数值模拟; 并分析了2.6L/min的沸腾气流量下的气体与粉末的流化特性。结果表明, 沸腾进气口2对送粉的影响不大, 关闭该气流入口也可得到很好的送粉结果。这为激光熔覆送粉器结构改进和优化提供了理论依据。

针对超细粉输送过程中易出现挤压、摩擦、阻塞等现象，提出了超细粉雾化机制，阐述了超细粉送粉器的基本原理，设计了一种新型的超细粉送粉器,讨论了送粉器性能和超细粉末长距离输送实验。结果表明，采用特殊结构的搅拌器，避免了超细粉团聚现象，增强了超细粉的输送性能;载气量最佳工作区间为3～8 L/min;送粉速率与粉轮转速呈线性关系;送粉稳定性好，误差不大于1.8%;在送粉速度一定时，载气量越大，挺度越长，且粉嘴口径减小时挺度越长，因而具有良好的长距离输送能力。

针对激光再制造中混合送粉的难题,设计了一种新型的双料斗载气式送粉器.做了送粉性能试验和激光熔覆试验,结果表明:输送混合粉末时,粉末混合均匀性良好,送粉速率与粉轮转速呈线性关系,载气量对送粉速率影响很小,具有良好的远距离输送能力;激光熔敷试验时能够得到良好的熔敷层形貌和金相组织结构,满足熔覆送粉工艺要求;具有良好的应用前景.

研制了一种集成控制的高精度微型三路送粉系统.该系统由一套驱动电路统一控制,由三个独立的送粉单元构成,可以同时按照不同的配比送三种粉末用于梯度材料的激光熔覆和金属零件的激光直接制造.为了满足集成控制的要求,该系统具有很好的开放型,三路送粉量既可以由人工控制也可以由计算机编程设定,且在加工过程中可以随时调节,最大误差不超过0.1g/min.由于采用了微型化的结构设计以及铝合金和有机玻璃等材料加工,整个系统体积小,重量轻,可以直接装配在喷嘴上方,从而有效地缩短了送粉路径,提高了粉末控制的响应速度.

激光熔覆送粉自动控制装置是在刮板式送粉器的基础上,集成专用之字型的测量通道和传感器,通过测量通道中的粉末流量信号,以及对所测信号的分析计算,来控制粉嘴与转盘的间隙,控制转盘的转速,最后根据粉末流量的变化以及程序的要求,达到自动调节送粉置的目的.

在直接成型技术中 ,粉末输送系统直接关系到成型零件的尺寸精度 ,是确保成型技术关键的一步 ,连续稳定的送粉量是精确成型的重要保证。因而控制送粉量的稳定性、连续性极其重要。本文作者就此进行了长时间的设计研究 ,设计出送粉稳定可靠的螺旋送粉器。