一种均质激光加热装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种均质激光加热装置及系统，属于增材制造领域，其包括加热激光器、壳体、光束整形扩散器和吸能器，其中：加热激光器固定在壳体上部；壳体放置光束整形扩散器并固定吸能器；光束整形扩散器用于将入射的加热激光束整形为均匀且特定形状的出射加热光并送入吸能器；吸能器的中心开有透光槽，透光槽的面积小于出射加热光在吸能器上的投影面积，以吸收出射加热光的边缘能量，产生均质激光热源。本发明专利技术首先利用光束整形扩散器将能量集中的激光光束扩散成能量均匀且具有特定形状的出射加热光，然后利用中间开槽的吸能器隔断出射加热光能量偏高的边缘区域，使得投影到粉床上的热辐射光场各个区域的能量密度基本一致，进而获得均质激光热源。进而获得均质激光热源。进而获得均质激光热源。

【技术实现步骤摘要】
一种均质激光加热装置及系统


[0001]本专利技术属于增材制造领域，更具体地，涉及一种均质激光加热装置及系统。

技术介绍

[0002]激光选区烧结(SLS)采用红外激光器作为能源，先将粉末预热到稍低于熔点的温度，然后利用激光根据截面信息进行有选择地烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完去掉多余的粉末，则可以得到一烧结好的零件。该类型成型方法有着制造工艺简单，柔性度高、材料选择范围广、材料价格便宜，成本低、材料利用率高，成型速度快等特点。
[0003]然而，目前的SLS技术在制造超大尺寸零件和高温聚合物材料(例如聚醚醚酮、尼龙10T、尼龙6等)方面仍面临挑战。其中最大的问题是SLS设备的加热系统难以保证在制备过程中粉床温度场的均匀性。粉床温度场的不均匀性会导致制件翘曲、开裂甚至打印失败。
[0004]目前常见的SLS设备采用多个红外光灯管构成的加热系统，通过增加灯管数量和调整排列方式来提高粉床的温度均匀性。然而，由于红外辐射场能量分布的复杂性和聚合物粉末的热传导率较低，仅依靠灯管阵列提高大范围粉床的温度均匀性效果有限，这使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种均质激光加热装置，其特征在于，该均质激光加热装置包括加热激光器(11)、壳体(13)、光束整形扩散器(12)和吸能器(14)，其中：所述加热激光器(11)固定在壳体(13)上部，用于发射加热激光束；所述壳体(13)的下部开口，用于放置光束整形扩散器(12)，同时该壳体(13)还设置有向下延伸的连接件，用于固定吸能器(14)；所述光束整形扩散器(12)用于将入射的加热激光束整形为均匀且特定形状的出射加热光并送入吸能器(14)；所述吸能器(14)的中心开有透光槽，所述透光槽的面积小于出射加热光在吸能器(14)上的投影面积，以吸收所述出射加热光的边缘能量，进而产生均质激光热源。2.如权利要求1所述的均质激光加热装置，其特征在于，所述透光槽的形状与出射加热光的形状为相似图形，所述透光槽的内切圆直径大于或等于500倍的激光束波长，并且所述透光槽的面积与出射加热光在吸能器(14)上的投影面积的比例为0.9～0.98。3.如权利要求1所述的均质激光加热装置，其特征在于，所述吸能器(14)上平面与光束整形扩散器(12)下平面的距离为1cm～10cm。4.如权利要求1所述的均质激光加热装置，其特征在于，所述吸能器(14)的内部设置有冷却流道(141)，用于对所述吸能器(14)进行冷却，所述吸能器(14)的厚度大于或等于1cm。5.如权利要求1～4任一项所述的均质激光加热装置，其特征在于，所述光束整形扩散器(12)采用玻璃，所述壳体(13)采用陶瓷材料，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫春泽，王浩则，陈鹏，苏瑾，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：