一种多能束选区激光熔化装置及增材方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于金属增材制造领域技术，提供了一种多能束选区激光熔化装置及增材方法，该系统包括：腔体模块、测温模块、光学模块和铺粉模块。本发明专利技术有多束激光同时作用于待熔化金属粉末上，其中主激光束用于选区熔化，辅助激光束光斑通过可行性模式变换，用于对打印路径粉末进行预热并调控部件成型过程的冷却速度。同时，装置依据多元红外测温数值，根据自定义算法，通过区域激光功率密度控制维持区域温度场和增材部件成形过程温度场，改善增材体微观组织结构，有效降低热应力及其诱发的缺陷，可用于焊接敏感材料的增材制造及单晶部件的修复。于焊接敏感材料的增材制造及单晶部件的修复。于焊接敏感材料的增材制造及单晶部件的修复。

【技术实现步骤摘要】
一种多能束选区激光熔化装置及增材方法


[0001]本专利技术属于金属激光增材制造领域，涉及一种多能束选区激光熔化装置及增材方法。

技术介绍

[0002]增材制造技术是一种借助计算机三维建模软件输出模型，通过外加热源熔化材料，然后逐层堆积，进行零部件直接成型的技术，是一种由下而上的制造技术。选区激光熔化(SLM)技术是以激光为热源，通过循环在基板上铺粉，按照设定轨迹进行激光扫描操作完成零件制造。
[0003]传统的激光增材制造过程中，只用一个激光做能量源，扫描之前未经预热，产生极大的区域温度梯度，增材制造零部件内部产生巨大的残余应力和孔隙，可能会导致成形过程裂纹萌生甚至部件结构失效。
[0004]增材制造过程中，不同部位温度场不同，熔化不同步，凝固不同步，造成不同部位膨胀收缩不一致，产生热应力；熔池液态金属凝固过程中，不同析出相由于析出温度、热膨胀系数和弹性模量等差别，凝固过程中会诱发相变应力。
[0005]沉积过程中冷却速度快，温度梯度大，晶体生长具有取向性，力学性能呈现各向异性。
专利技术内容
[000本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能束选区激光熔化装置，其特征在于，包括：腔体模块、测温模块、光学模块和铺粉模块四大部分，其中腔体模块包括：SLM腔体、真空系统、工作台和机械传动装置；测温模块包括：随着主激光光斑同步移动的非接触式红外线测温仪、连接非接触式测温仪的反馈系统；光学模块包括：位于腔体上方的高能量密度的单模光纤激光器、位于腔体上方的辅助大功率多模光纤激光器、控制激光光斑移动的振镜和扫描镜、固定于箱体顶部可拆卸更换的DOE光学元件、固定于腔体顶部的F
‑
Theat场镜、主激光计算机控制系统和辅助激光控制系统；铺粉模块包括：送粉缸、成型缸和铺粉辊。2.如权利要求1所述的一种多能束选区激光熔化装置，其特征在于，所述光学模块主激光器采用高能量密度的单模光纤激光器。3.如权利要求1所述的一种多能束选区激光熔化装置，其特征在于，所述光学模块辅助激光器采用多模光纤激光器。4.如权利要求1所述的一种多能束选区激光熔化装置，其特征在于，所述光学模块选择通过可行性模式变换，满足SLM制造过程中速度快特点的合适的DOE光学元件。5.如权利要求1所述的一种多能束选区激光熔化装置，所述测温模块红外线测温仪与主激光器通过同一振镜控制扫描镜移动。6.如权利要求1所述的一种多能束选区激光熔化增材方法，其特征在于，测温模块将反馈系统与红外线测温仪和辅助激光计算机控制系统连接，辅助激光计算机控制系统连接辅助激光器，控制其功率以满足不同材料的预热和快速退火要求，维持熔池瞬态温度场以达到快速退火的目的所需要的激光功率可通过能量密度要求选择，其中最小能量密度为：E
min
＝A
′
q/[2vlr
B
ρc
p
(T
...

【专利技术属性】
技术研发人员：董涛，俞中锋，姜风春，果春焕，翟旭辉，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学烟台研究院，
类型：发明
国别省市：