金属粉末激光熔融增材制造装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种采用中心能量密度分布高、周围能量密度低，截面包络接近圆形的激光光束的金属粉末激光熔融增材制造装置；所述装置包括成形光源发生器、成形光源扩束组件、聚焦组件、光路合成组件、调温光源发生器和调温光源扩束组件；通过光路的调整获得了环形分布的成形及调温复合光斑，利于减小热应力，抑制裂纹缺陷产生；本实用新型专利技术可适应扫描路径曲率多变的场合，采用了离焦设计、半径可调，加工与调温区域可偏移，预热、缓冷的适用范围得到改善，可用于带有气氛保护的增材制造场合，加工环境参数的控制更加稳定。

Metal powder laser melting and increasing material manufacturing device

The utility model discloses a metal powder laser melting material augmenting manufacturing device adopting a laser beam with a high center energy density distribution, a low peripheral energy density and a section envelope close to a circle; the device comprises a shaping light source generator, a shaping light source expanding assembly, a focusing assembly, a light path synthesizing assembly, and a temperature regulating light source. The beam expanding assembly of the generator and the temperature regulating light source; the forming and temperature regulating compound spot of the annular distribution are obtained through the adjustment of the light path, which is beneficial to reducing the thermal stress and restraining the crack defect; the utility model can be adapted to the occasion where the curvature of the scanning path is changeable, and adopts defocusing design, adjustable radius, and the processing and temperature regulating area can be shifted and pre-adjusted. The range of application of heat and slow cooling is improved, which can be used in the occasion of augmented material manufacturing with atmosphere protection, and the control of processing environment parameters is more stable.

【技术实现步骤摘要】
金属粉末激光熔融增材制造装置
本技术属于增材制造领域，涉及增减材复合制造技术，尤其涉及金属粉末激光熔融增材制造装置。
技术介绍
金属粉末激光熔融增材制造是增材制造的重要方法之一，以金属粉材为原料通过激光的激励完成工件的成形过程；由于激光能量密度高，制造过程中快速加热和快速冷却会使加工材料产生过大的内应力，易引起成形件开裂；成为限制激光增材制造技术工业化应用的一类必须克服的障碍。为了解决上述问题，众多学者开展了大量研究，主要基于控制成形过程中的温度场和应力场，降低成形过程中产生的内应力，抑制裂纹产生；此外，还有通过优化激光增材制造工艺参数抑制裂纹产生的方法以及通过添加增强、增韧元素抑制裂纹产生的方法。其中，通过基体预热和熔覆层缓冷降低成形过程中温度梯度，减小热应力是最常用的方法：卞宏友等在科技论文《基体预热对激光沉积修复GH4169合金性能的影响》，[中国激光.2016(7)：92-97.]一文中研究发现，基体预热至300℃时，GH4169合金试样的残余应力有明显的降低；基体整体加热对降低热应力具有一定的作用，但增材制造是逐层堆积成形，随着沉积层数的增加，将造成预热温度不均匀；另外，预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.金属粉末激光熔融增材制造装置，包括成形光源发生器（1）、成形光源扩束组件（2）、聚焦组件（6），其特征在于：所述装置还包括光路合成组件（3）、调温光源发生器（4）、调温光源扩束组件（5）；所述成形光源发生器（1）沿成形光的光路方向依次与所述成形光源扩束组件（2）、所述光路合成组件（3）、所述聚焦组件（6）固定连接；所述调温光源发生器（4）沿调温光的光路方向依次与所述调温光源扩束组件（5）、所述光路合成组件（3）固定连接。

【技术特征摘要】
1.金属粉末激光熔融增材制造装置，包括成形光源发生器（1）、成形光源扩束组件（2）、聚焦组件（6），其特征在于：所述装置还包括光路合成组件（3）、调温光源发生器（4）、调温光源扩束组件（5）；所述成形光源发生器（1）沿成形光的光路方向依次与所述成形光源扩束组件（2）、所述光路合成组件（3）、所述聚焦组件（6）固定连接；所述调温光源发生器（4）沿调温光的光路方向依次与所述调温光源扩束组件（5）、所述光路合成组件（3）固定连接。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述成形光源扩束组件（2）与所述调温光源扩束组件（5）具有不同的焦距，其特征还在于所述成形光源扩束组件（2）出射光光路截面直径小于所述调温光源扩束组件（5）出射光光路截面直径。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述光路合成组件（3）包括逆向分束装置；所述成形光源扩束组件（2）的出射光在所述逆向分束装置上透射通过；所述调温...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛飞，李勉，张智，冯言，高洁，卢秉恒，张丽娟，
申请(专利权)人：西安增材制造国家研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61