激光熔化多环分布激光束及衍射式环形激光束发生器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种激光熔化多环分布激光束及衍射式环形激光束发生器，激光束包括中心激光束和位于中心激光束外围同心间隔的设有至少一圈外环激光束，中心激光束和各圈外环激光束的焦点位于同一熔化平面上，发生器包括安装平台、顺序安装于安装平台上的准直镜和衍射光学元件以及用于激光射入和射出的激光入射光纤和激光射出光纤，准直镜和衍射光学元件分别能沿激光发射方向直线滑动，激光入射光纤发射出的高斯分布激光束经过同轴正对的准直镜和衍射光学元件后由激光射出光纤射出，本实用新型专利技术通过环形激光束进行激光熔化成形实现了按需求调整入射波能量分布，大大减轻了熔池的扰动，减小了熔池溅射，提高了打印产品的塑性、冲击韧性和疲劳寿命。冲击韧性和疲劳寿命。冲击韧性和疲劳寿命。

【技术实现步骤摘要】
激光熔化多环分布激光束及衍射式环形激光束发生器


[0001]本技术涉及一种增材制造金属激光熔化成形
，特别涉及一种激光熔化多环分布激光束及衍射式环形激光束发生器。

技术介绍

[0002]增材制造，粉末床激光熔化(LPBF——Laser Powder bed Funion)即3D金属打印选择性激光熔化成形(SLM——Selected Laser Melting)技术，已成为精度最高、最为重要的3D金属打印技术。激光束按各层数字模型路径依次扫描平铺的金属粉末，形成平面结构，层层叠加形成3维结构。SLM技术中，目前全世界均采用高斯(Gaussian)分布的激光束(下简称高斯束)，其熔化金属粉末的熔体动力学表明，高斯束具有过于强大的局部强度，束腰以内，轴心附近拥有～86％的入射波功率。重复的热—冷循环更恶化了这一问题:熔池气化和在底层熔池的反冲压力的积累，引起飞溅(Spatter)、匙形孔状的熔池的产生；导致各种缺陷(defects)如：孔隙率(porosity)和表面粗糙度上升；柱状晶和残余应力增长，机械性能的各向异性倾向上升；相对密度下降，大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光熔化多环分布激光束，其特征在于：包括中心激光束(1)和外环激光束(2)，中心激光束外围同心间隔的设有至少一圈外环激光束，所述中心激光束和各圈外环激光束的焦点位于同一熔化平面上。2.如权利要求1所述的激光熔化多环分布激光束，其特征是：所述中心激光束与相邻的外环激光束之间以及相邻的外环激光束之间形成有距离相等或距离不等的间隙。3.如权利要求1或2所述的激光熔化多环分布激光束，其特征是：各圈外环激光束的宽度相等或不等。4.一种用于形成权利要求1
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3所述的激光熔化多环分布激光束的衍射式环形激光束发生器，其特征是：包括安装平台(3)、准直镜(4)、衍射光学元件(5)、激光入射光纤(6)和激光射出光纤(7)，所述激光入射光纤、准直镜、衍射光学元件和激光射出光纤沿激光发射方向顺序的安装于安装平台上，所述激光入射光纤和激光射出光纤与安装平台固定定位，准直镜和衍射光学元件分别能够沿激光发射方向直线滑动的安装于安装平台上，所述激光入射光纤发射出的高斯分布激光束经过同轴正对的准直镜和衍射光学元件后由激光射出光纤射出。5.如权利要求4所述的衍射式环形激光束发生器，其特征是：所述准直镜和衍射光学元件之间还同轴的设有扩束镜(8)，所述扩束镜能够沿轴向直线滑动的设于安装平台上。6.如权利要求5所述的衍射式环形...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振东，颜家川，王锦洋，余本军，
申请(专利权)人：江苏永年激光成形技术有限公司，
类型：新型
国别省市：