飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置，其装置包括一增材制造装置本体、一飞秒激光输出机构、一微细送粉机构和一微细吸粉机构；增材制造装置本体包括一打印腔室、一工作台、一升降装置、一金属基板、一传统激光输出机构和一PLC控制器；工作台设置于打印腔室内，工作台形成一打印槽，金属基板通过升降装置可升降地固定于打印槽内；PLC控制器连接升降装置、传统激光输出机构、飞秒激光输出机构、微细送粉机构和微细吸粉机构。本实用新型专利技术的一种飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置，可较快地实现多金属复杂零件的打印，并可实现应力较小的两种金属交界区的有效烧结，并避免交界处开裂。

Femtosecond and traditional laser based additive manufacturing device for multi metal parts

【技术实现步骤摘要】
飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置
本技术涉及新型金属零件制备
，尤其涉及一种飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置。
技术介绍
选区激光熔化成型(SelectiveLaserMelting，SLM)技术是一种高精度的金属增材制造方法，该技术基于增材制造的基本思想，即分层制造、逐层叠加的制造方式，打印出的样品表面光滑、结构精细。飞秒激光是指脉宽为1-1000fs(1fs＝10-15s)的激光。与其他激光源相比，飞秒激光具有极短的脉冲持续时间和极高的峰值功率，作用时间极短，形成的热影响区很小。飞秒激光由于其能量输入高度聚焦、高分辨率、热影响区较小的特点，可以避免多金属连接界面的开裂。然而，传统的SLM技术一次只能够成形一种材料，难以打印由多种材料组成的零件。现有的SLM技术普遍存在无法在某一截面上使用不同金属，且无法将将粉末精确地输送到另一种金属区域；同时两种金属连接处界面性能可能不佳，双金属复合界面结合效果差，易分层；并具有打印速度有限的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中的不足，本技术提供一种飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置，可较快地实现多金属复杂零件的打印，并可实现应力较小的两种金属交界区的有效烧结，并避免交界处开裂。为了实现上述目的，本技术提供一种飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置，包括一增材制造装置本体，所述增材制造装置本体包括一打印腔室、一工作台、一升降装置、一金属基板、一传统激光输出机构和一PLC控制器；所述工作台设置于所述打印腔室内，所述工作台形成一打印槽，所述金属基板的形状与所述打印槽配合并通过所述升降装置可升降地固定于所述打印槽内；所述传统激光输出机构设置于或部分设置于所述金属基板上方；所述PLC控制器连接所述升降装置和所述传统激光输出机构；还包括一飞秒激光输出机构、一微细送粉机构和一微细吸粉机构；所述飞秒激光输出机构、所述微细送粉机构和所述微细吸粉机构设置于所述打印腔室内并连接所述PLC控制器。优选地，所述传统激光输出机构包括依次连接的一传统激光源、一激光光路、一打印头和一打印头传动装置；所述打印头传动装置连接所述PLC控制器；所述飞秒激光输出机构包括一飞秒激光器，所述飞秒激光器连接所述PLC控制器并通过所述激光光路连接所述打印头；所述打印头通过所述打印头传动装置传动并设置于所述金属基板上方。优选地，所述微细送粉机构包括一粉料存储容器、一第一输送管路、至少一微细送粉喷管和一喷管传动机构；所述微细送粉喷管通过所述第一输送管路连接所述粉料存储容器；所述喷管传动机构连接所述PLC控制器。优选地，所述微细吸粉机构包括一微细吸粉器、一第二传输管路和一吸粉器传动机构；所述微细吸粉器连接所述第二传输管路；所述吸粉器传动机构连接所述PLC控制器。优选地，所述第二传输管路的一端连接所述微细吸粉器，所述第二传输管路的另一端连接所述粉料存储容器。优选地，还包括一刮板机构，所述刮板机构包括相连的至少一刮板和一刮板传动机构；所述刮板通过所述刮板传动机构可沿一预设路径往复移动；所述预设路径经过所述打印槽的上方，所述刮板的下表面的高度与所述工作台上表面的高度配合。本技术由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：本技术的飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置中，飞秒激光输出机构与传统激光输出机构实用同样的光路系统，通过采用飞秒激光输出机构为实现应力较小的两种金属的交界区域的高精度有效烧结提供了硬件基础，可避免交界区域的开裂。飞秒激光输出机构与传统激光输出机构的配合，使得在保证交界区域的有效烧结的基础上，使得整个打印过程能够拥有较快的速度。微细吸粉机构的采用为实现精确吸取基本金属粉末形成第二打印选区提供了硬件基础。微细送粉机构用于输送目标粉料，为实现第二打印选区的粉料填充提供了硬件基础。通过微细吸粉机构、微细送粉机构、飞秒激光输出机构、传统激光输出机构和PLC控制器的配合，为实现速度较快地进行多金属复杂零件的打印，并可实现应力较小的两种金属交界区的有效烧结，并避免交界处开裂提供了硬件基础。附图说明图1为本技术实施例的飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置的结构示意图；图2为本技术实施例的目标零件的截面图；图3为本技术实施例的多金属零件增材制造方法的流程图。具体实施方式下面根据附图1～图3，给出本技术的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本技术的功能、特点。请参阅图1和图2，本技术实施例的一种飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置，包括一增材制造装置本体，增材制造装置本体包括一打印腔室1、一工作台2、一升降装置、一金属基板3、一传统激光输出机构4和一PLC控制器；工作台2设置于打印腔室1内，工作台2形成一打印槽21，金属基板3的形状与打印槽21配合并通过升降装置可升降地固定于打印槽21内；传统激光输出机构4设置于或部分设置于金属基板3上方；PLC控制器连接升降装置和传统激光输出机构4；还包括一飞秒激光输出机构5、一微细送粉机构6和一微细吸粉机构7；飞秒激光输出机构5、微细送粉机构6和微细吸粉机构7设置于打印腔室1内并连接PLC控制器。本实施例中，金属基板3可采用不锈钢金属基板，具体材质不做限制。打印腔室1采用密封腔室。利用本实施例装置打印获得的目标零件的一截面的结构可如图2所示。飞秒激光输出机构5与传统激光输出机构4实用同样的光路系统，通过采用飞秒激光输出机构5为实现应力较小的两种金属的交界区域9的高精度有效烧结提供了硬件基础，可避免交界区域9的开裂。飞秒激光输出机构5与传统激光输出机构4的配合，使得在保证交界区域9的有效烧结的基础上，使得整个打印过程能够拥有较快的速度。微细吸粉机构7的采用为实现精确吸取基本金属粉末形成第二打印选区10提供了硬件基础。微细送粉机构6用于输送目标粉料，为实现第二打印选区10的粉料填充提供了硬件基础。通过微细吸粉机构7、微细送粉机构6、飞秒激光输出机构5、传统激光输出机构4和PLC控制器的配合，为实现速度较快地进行多金属复杂零件的打印，并可实现应力较小的两种金属交界区的有效烧结，并避免交界处开裂提供了硬件基础。传统激光输出机构4包括依次连接的一传统激光源、一激光光路、一打印头和一打印头传动装置；打印头传动装置连接PLC控制器；飞秒激光输出机构5包括一飞秒激光器，飞秒激光器连接PLC控制器并通过激光光路连接打印头；打印头通过打印头传动装置传动并设置于金属基板3上方。传统激光源包括200瓦～500瓦单模光纤激光器。微细送粉机构6包括一粉料存储容器、一第一输送管路、至少一微细送粉喷管和一喷管传动机构；微细送粉喷管通过第一输送管路连接粉料存储容器；喷管传动机构连接PLC控制器。本实施例中微细送粉喷管的个数为三。微细吸粉机构7包括一微细吸粉器、一第二传输管路和一吸粉器传动机构；微细吸粉器连接第二传输管路；吸粉器传动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置，包括一增材制造装置本体，所述增材制造装置本体包括一打印腔室、一工作台、一升降装置、一金属基板、一传统激光输出机构和一PLC控制器；所述工作台设置于所述打印腔室内，所述工作台形成一打印槽，所述金属基板的形状与所述打印槽配合并通过所述升降装置可升降地固定于所述打印槽内；所述传统激光输出机构设置于或部分设置于所述金属基板上方；所述PLC控制器连接所述升降装置和所述传统激光输出机构；其特征在于，还包括一飞秒激光输出机构、一微细送粉机构和一微细吸粉机构；所述飞秒激光输出机构、所述微细送粉机构和所述微细吸粉机构设置于所述打印腔室内并连接所述PLC控制器。/n

【技术特征摘要】
1.一种飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置，包括一增材制造装置本体，所述增材制造装置本体包括一打印腔室、一工作台、一升降装置、一金属基板、一传统激光输出机构和一PLC控制器；所述工作台设置于所述打印腔室内，所述工作台形成一打印槽，所述金属基板的形状与所述打印槽配合并通过所述升降装置可升降地固定于所述打印槽内；所述传统激光输出机构设置于或部分设置于所述金属基板上方；所述PLC控制器连接所述升降装置和所述传统激光输出机构；其特征在于，还包括一飞秒激光输出机构、一微细送粉机构和一微细吸粉机构；所述飞秒激光输出机构、所述微细送粉机构和所述微细吸粉机构设置于所述打印腔室内并连接所述PLC控制器。


2.根据权利要求1所述的飞秒与传统激光结合的多金属零件增材制造装置，其特征在于，所述传统激光输出机构包括依次连接的一传统激光源、一激光光路、一打印头和一打印头传动装置；所述打印头传动装置连接所述PLC控制器；所述飞秒激光输出机构包括一飞秒激光器，所述飞秒激光器连接所述PLC控制器并通过所述激光光路连接所述打印头；所述打印头通过所述打印头传动装置传动并设置于所述金属基板上方。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张超群，柴芊芊，刘建业，毛丽，徐金涛，王良龙，
申请(专利权)人：上海汉邦联航激光科技有限公司，上海交通大学，
类型：新型
国别省市：上海;31