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定向能量沉积(Directed Energy Deposition,DED)技术作为一种增材制造技术,可以实现大型的零件直接成型。其中,同轴送粉喷嘴是定向能量沉积装置的重要零件之一。目前没有成熟的设计流程用于喷嘴的开发和产品化,同时因为喷嘴结构复杂,传统机械加工方式已经无法满足喷嘴制造的需求,需要使用激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)成型技术对喷嘴做快速制造。本文探究同轴送粉喷嘴的关键结构参数,总结设计方法,规范其SLM成型过程和后处理加工工序,并开发一套快装式定向能量沉积装置及其喷嘴验证上述研究结果可行性。主要研究成果如下:1.探究同轴送粉喷嘴关键结构的设计方法。对于粉道结构,使用仿真软件和流体力学理论分析载气粉末的运动规律,增设缓冲结构改善粉末汇聚效果。其中,孔式同轴送粉喷嘴粉道缓冲结构长度为15mm,孔径1.8mm;环形喷嘴粉道缓冲结构长度为15mm;对于冷却结构,结合随形冷却水道的设计经验,对喷嘴的受热区域做冷却设计;对于气体保护结构,考虑气体流动规律和功能需求,设计紧凑的气体通道;2.总结同轴送粉喷嘴的SLM成型及后处理流程。由于SLM成型设备的加工误差和成型原理限制,需要优化喷嘴零件的悬垂结构以及确定合理的加工参数。使用316L不锈钢粉末进行加工,具体参数为:层厚0.03mm,填充区域激光功率160W,扫描速度900mm/s,勾边扫描速度400mm/s,勾边激光功率165W,并对单层轮廓做两次重熔勾边。加工完成后,根据后处理流程对喷嘴零件的关键尺寸、内孔粗糙度以及外观进行加工并检测其使用性能。3.设计一套快装式定向能量沉积装置及其喷嘴。根据已有的设计方法和制造流程,结合定向能量沉积增减材复合制造设备的使用需求,开发一套可用于与传统刀具进行切换的定向能量沉积装置,设计与制造一款与其配套使用的同轴送粉喷嘴,检验该设计方法和制造流程的合理性、可重复性。最后介绍该设备的工作流程及编程方法,实现简单的定向能量沉积过程。