激光增材制造用气体保护系统及控制方法技术方案

技术编号:42147680 阅读:25 留言:0更新日期:2024-07-27 00:02
本申请涉及增材制造技术领域,提供一种激光增材制造用气体保护系统及控制方法,激光增材制造用气体保护系统包括:成型腔、进气口单元、第一加热单元和排气口单元,成型腔的顶壁设有光学窗口,成型腔内设有粉末床;进气口单元包括设置于光学窗口相对两侧的第一进气口,且第一进气口的进气流向朝向光学窗口;第一加热单元设置于第一进气口的进气流向上,用于加热经第一进气口进入的气体,以在成型腔内形成相互反向流动的热气流;排气口单元设置于成型腔邻近粉末床表面的侧壁,用于与进气口单元配合引导热气流形成强迫环流。本申请可以排出激光加工产生的烟尘和有害气体,维护光学窗口清洁,并且可以提高粉末床表面温度的均一性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及增材制造,尤其提供一种激光增材制造用气体保护系统及控制方法


技术介绍

1、相关技术中,激光增材制造能够实现多功能零件和任意复杂结构的一体化快速制造,成型原理主要是利用微米级高能激光光斑对粉末颗粒进行选择性快速升温,粉末颗粒之间熔合后快速冷却凝固,通过控制激光光斑高速扫描,可将离散的粉末材料烧结为一层有着期望形状的零件截面,通过逐层叠加可对任意复杂结构实现微米级精密制造。

2、但是,在上述逐层制造过程中,激光与粉末相互作用会产生烟尘和有害气体。高温的烟尘和有害气体的密度小,形成上升气流,从成型腔内部的粉末床表面流向成型腔顶部中间的光学窗口,使得光学窗口被污染,阻碍激光束的传播,无法维持激光束的高透射率,造成粉末床表面接收的激光能量波动,导致成型缺陷;并且激光束在光学窗口的能量损耗会转为热能,在高功率激光加工时,存在光学窗口热崩裂的风险;此外激光增材制造工艺需对粉末床进行预热,但目前普遍采用热源直接加热辐射的方式,该方式使得粉末床表面的热辐射能分布呈现出非均匀性,导致制件会出现翘曲、裂纹、孔隙等缺陷,从而影响制件的加工质量。

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【技术保护点】

1.一种激光增材制造用气体保护系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的激光增材制造用气体保护系统,其特征在于,沿远离所述光学窗口的方向,所述进气口单元包括至少一圈所述第一进气口,

3.根据权利要求2所述的激光增材制造用气体保护系统,其特征在于,各圈所述第一进气口的数量相同。

4.根据权利要求3所述的激光增材制造用气体保护系统,其特征在于,各圈所述第一进气口的位置相对应,以构造出多列以所述光学窗口为中心且径向分布的所述第一进气口。

5.根据权利要求4所述的激光增材制造用气体保护系统,其特征在于,每列所述第一进气口分别对应设有第二进气...

【技术特征摘要】

1.一种激光增材制造用气体保护系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的激光增材制造用气体保护系统,其特征在于,沿远离所述光学窗口的方向,所述进气口单元包括至少一圈所述第一进气口,

3.根据权利要求2所述的激光增材制造用气体保护系统,其特征在于,各圈所述第一进气口的数量相同。

4.根据权利要求3所述的激光增材制造用气体保护系统,其特征在于,各圈所述第一进气口的位置相对应,以构造出多列以所述光学窗口为中心且径向分布的所述第一进气口。

5.根据权利要求4所述的激光增材制造用气体保护系统,其特征在于,每列所述第一进气口分别对应设有第二进气口,且所述第二进气口设置于所述成型腔的侧壁,所述第二进气口的进气流向朝向所述成型腔的顶壁,所述第二进气口的进气流向上设有第二加热单元。

6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:帅词俊钱弘毅王逸风钟琪戚方伟杨友文
申请(专利权)人:深圳陕煤高新技术研究院有限公司
类型:发明
国别省市:

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