一种光斑与粉斑自动协同可控的激光金属增材制造方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及同步送粉的激光金属增材制造方法，具体为一种光斑与粉斑自动协同可控的激光金属增材制造装置及方法。
技术介绍
同步送粉激光金属增材制造技术作为制造业的一个新兴
，近年来获得了迅速地发展。其原理是先在计算机中生成零件的三维CAD实体模型，然后将模型按一定的厚度分层切片，把零件的三维形状数据信息转换为一系列二维平面轮廓信息，随后在数控系统控制下，用同步送粉激光熔覆的方法将金属材料按照一定的填充路径在一定的基材上逐点填满给定的二维形状，重复这一过程逐层堆积形成三维实体零件。相比于传统制造技术，其具有无模具、高柔性、短周期、成形结构复杂等一系列优点。因此，该技术在航空、航天、模具等领域具有广阔的应用前景。目前同步送粉激光增材制技术基本采用不变熔宽的增材制造方式，往往存在高效率低精度，高精度低效率的技术瓶颈。一方面，为了提高精度通常采用小激光光斑实现小熔宽熔覆，由单道或多道搭接实现较高精度的构件成形，因而成形件的精度较高但效率偏低；另一方面，为了提高效率通常采用大激光光斑实现大熔宽熔覆，因而成形件的效率较高但精度相应下降。另外，针对金属构件不同壁厚，采用不...
【技术保护点】
一种光斑与粉斑自动协同可控的激光金属增材制造装置，其特征在于，包括连接接头(1)，分别固定在连接头(1)上端和下端的激光聚焦头(6)和套筒(2)，滑动套设在套筒(2)外部的移动套筒(4)，固定在移动套筒(4)下端的送粉喷嘴(5)，以及用于放置工件的数控工作台(7)；激光聚焦头(6)用于通过聚焦镜在工件加工表面形成光斑；送粉喷嘴(5)用于将粉末流汇聚送入加工位置，在工件加工表面形成粉斑；光斑和粉斑中心始终重合；数控工作台(7)用于带动工件相对于聚焦镜做空间运动控制离焦距离，调控光斑大小、控制扫描路径及层间下移量；移动套筒(4)上设置有驱动装置，驱动装置用于通过移动套筒(4)带...
【技术特征摘要】
2016.08.23 CN 20161071068811.一种光斑与粉斑自动协同可控的激光金属增材制造装置，其特征在于，包括连接接头(1)，分别固定在连接头(1)上端和下端的激光聚焦头(6)和套筒(2)，滑动套设在套筒(2)外部的移动套筒(4)，固定在移动套筒(4)下端的送粉喷嘴(5)，以及用于放置工件的数控工作台(7)；激光聚焦头(6)用于通过聚焦镜在工件加工表面形成光斑；送粉喷嘴(5)用于将粉末流汇聚送入加工位置，在工件加工表面形成粉斑；光斑和粉斑中心始终重合；数控工作台(7)用于带动工件相对于聚焦镜做空间运动控制离焦距离，调控光斑大小、控制扫描路径及层间下移量；移动套筒(4)上设置有驱动装置，驱动装置用于通过移动套筒(4)带动送粉喷嘴(5)上下移动，调控粉斑大小。2.根据权利要求1所述的一种光斑与粉斑自动协同可控的激光金属增材制造装置，其特征在于，套筒(2)一侧开孔连接送气管(3)，送气管(3)的另一端连接氩气源。3.根据权利要求1所述的一种光斑与粉斑可控的激光金属增材制造装置，其特征在于，套筒(2)外壁和移动套筒(4)内壁之间呈间隙设置。4.根据权利要求1所述的一种光斑与粉斑自动协同可控的激光金属增材制造装置，其特征在于，所述驱动装置由伺服电机和连接在伺服电机输出轴上的将旋转运动转换为直线运动的运动转换装置构成。5.一种光斑与粉斑自动协同可控的激光金属增材制造方法，其特征在于，基于权利要求1-3中任意一项所述的装置，其包括如下步骤，步骤1，通过实验测量和光学几何计算获取工件加工表面光斑大小与聚焦镜到工件加工表面的距离Z之间的对应关系，以及粉斑大小与送粉喷嘴到工件加工表面的距离z之间的对应关系；步骤2，通过工艺实验和熔覆层几何尺寸测量，建立包括熔覆层尺寸、光斑大小和粉斑大小三个数据之间的对应关系的工艺数据库，并基于工艺数据库的数据建立熔覆层尺寸可控的光斑和粉斑协同控制策略；步骤3，建立工件三维CAD模型，并对工件三维CAD模型进行分层处理，根据每层层面轮廓信息，规划熔覆宽度和填充路径；步骤4，从步...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭华，王耿，林鑫，杨海欧，黄卫东，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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