一种基于激光冲击强化和激光增减材进行复合制造的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于激光冲击强化和激光增减材进行复合制造的装置，包括密封成型室、惰性保护气源及加工成型平台；惰性保护气源与密封成型室连接；加工成型平台布置在密封成型室内，加工成型平台的正上方布置有光路选取系统；加工成型平台整体呈圆形，其可在圆周方向上转动且其上圆周布置有三个加工位；光路选取系统包括分别对应三个加工位的冲击强化独立激光光路、增材独立激光光路和减材独立激光光路，各独立激光光路不共用设备。本发明专利技术的装置融合激光冲击强化和激光增减材技术，改善复杂精细增材制件的成型精度、表面质量、组织性能和残余应力状态，实现一站式高效率、高精度、高性能增材制件的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光冲击强化和激光增减材进行复合制造的装置
本专利技术属于激光加工
，涉及一种基于激光冲击强化和激光增减材进行复合制造的装置。
技术介绍
激光选区熔化技术(SelectiveLaserMelting,SLM)是基于材料离散-逐渐累加的方法制造实体零件的激光增材制造技术，其具体以高功率激光为热源，逐层熔融金属粉末，可以直接制造出具有复杂精细结构的零件(加工精度高)，该技术能够实现具有复杂结构的致密材料的快速、无模的近净成型，为复杂、精细结构零件的一体化制备提供新的思路，尤其为航空航天、医疗器械、精密机床、电子通讯等领域中的关键精密零部件的成型提供了一个简单、快速、低成本、绿色化的从粉末到整件的柔性制造技术，具有美好的应用前景。但是受制于粉末的尺度、粉末粘附和粉末球化、层间台阶效应、激光聚焦光斑尺寸、微裂纹以及受热不均导致的残余拉应力和变形等的影响，SLM成型零件的复杂、精细程度、表面粗糙度、致密度及机械力学综合性能等仍与用户期待有较大差距。因此，开发一种能够顺利解决SLM成型零件的几何尺寸精度低、表面质量差、残余拉应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光冲击强化和激光增减材进行复合制造的装置，其特征在于，包括密封成型室、惰性保护气源、加工成型平台、光路选取系统及控制装置；/n所述惰性保护气源与密封成型室连接，为密封成型室提供惰性保护气体；/n所述加工成型平台布置在所述密封成型室内，其中光路选取系统布置在所述加工成型平台的上方；/n所述加工成型平台整体呈圆形，其能够在圆周方向上转动且其上圆周布置有第一工位、第二工位、第三工位三个加工位；/n所述光路选取系统布置在加工成型平台的正上方，其包括分别对应三个加工位且相互平行的冲击强化独立激光光路、增材独立激光光路和减材独立激光光路这三条独立激光光路，每条独立激光光路包括一套依次排布的激...

【技术特征摘要】
1.一种基于激光冲击强化和激光增减材进行复合制造的装置，其特征在于，包括密封成型室、惰性保护气源、加工成型平台、光路选取系统及控制装置；
所述惰性保护气源与密封成型室连接，为密封成型室提供惰性保护气体；
所述加工成型平台布置在所述密封成型室内，其中光路选取系统布置在所述加工成型平台的上方；
所述加工成型平台整体呈圆形，其能够在圆周方向上转动且其上圆周布置有第一工位、第二工位、第三工位三个加工位；
所述光路选取系统布置在加工成型平台的正上方，其包括分别对应三个加工位且相互平行的冲击强化独立激光光路、增材独立激光光路和减材独立激光光路这三条独立激光光路，每条独立激光光路包括一套依次排布的激光器、扩束镜及扫描振镜，各独立激光光路不共用设备；
所述控制装置分别与惰性保护气源、加工成型平台及光路选取系统电信号连接，控制装置可控制惰性保护气源使得密封成型室内充满惰性保护气体，而后根据需求旋转加工成型平台使得加工位对准所需的独立激光光路并控制光路选取系统加工部件，重复该操作直至部件加工完成即可。


2.根据权利要求1所述的一种基于激光冲击强化和激光增减材进行复合制造的装置，其特征在于，所述冲击强化独立激光光路包括冲击强化激光器、冲击强化光路扩束镜及冲击强化光路扫描振镜；
所述增材独立激光光路包括增材激光器、增材光路扩束镜及增材光路扫描振镜；
所述减材独立激光光路包括减材激光器、减材光路扩束镜及减材光路扫描振镜。


3.根据权利要求2所述的一种基于激光冲击强化和激光增减材进行复合制造的装置，其特征在于，所述控制装置分别与冲击强化激光器、增材激光器及减材激光器连接。


4.根据权利要求2所述的一种基于激光冲击强化和激光增减材进行复合制造的装置，其特征在于，所述冲击强化激光器发出的激光束为脉冲激光，其波长为1064nm，脉冲频率为1～10Hz，脉冲宽度为5～20ns，光斑直径为0.1～3mm，单脉冲能量为1～30J；
所述增材激光器发出的激光束为连续激光，其波长为1064nm，功率为100～1000W，光斑直径为50～200μm，扫描速度为50～2000mm/s；
所述减材激光器发出的激光束为皮秒脉冲激光束或飞秒脉冲激光束；
皮秒脉冲激光束的参数为：脉宽为13ps，频率为1～2MHz，功率为0～180W，扫描速度为1～10mm/s，波长为1030nm；
飞秒脉冲激光束的参数为：脉宽为190fs～10ps，频率为1kHz～1MkHz，功率为0～20W，扫描速度1～10mm/s，波长为1030nm。


5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：高双，何博，兰亮，谭志俊，张奇，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31