[发明专利]喷射沉积-激光重熔复合成形工艺及设备

权利要求书

1.一种喷射沉积-激光重熔复合成形工艺，其特征在于，包括以下步骤：

喷射沉积：向沉积基体上的沉积区域内喷射金属液以在所述沉积区域内形成沉积层；

激光重熔：利用激光扫描所述沉积层以对所述沉积层进行激光重熔和束流冲击形成重熔层；和

沉积坯成形：驱动所述沉积基体运动且在所述沉积基体运动过程中重复执行所述喷射沉积和激光重熔，以在所述沉积基体上形成由多层沉积-重熔层构成的沉积坯。

2.根据权利要求1所述的喷射沉积-激光重熔复合成形工艺，其特征在于，所述激光重熔的区域沿相同的运动轨迹跟随所述喷射沉积的区域。

3.根据权利要求1所述的喷射沉积-激光重熔复合成形工艺，其特征在于，还包括：

在喷射沉积之前检测所述沉积基体的表面温度；和

根据检测到的所述沉积基体的表面温度通过所述激光扫描预热所述沉积基体的表面，以将喷射沉积之前的所述沉积基体的表面温度控制在预定温度范围内。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的喷射沉积-激光重熔复合成形工艺，其特征在于，还包括：

在喷射沉积过程中检测所述沉积层的表面温度；和

根据检测所述沉积层的表面温度通过所述激光扫描将所述沉积层的表面控制为半液态或半固态。

5.根据权利要求4所述的喷射沉积-激光重熔复合成形工艺，其特征在于，还包括：

在所述喷射沉积和激光重熔过程中检测每一层所述沉积层和每一层所述重熔层的温度；

根据检测到的所述沉积层和重熔层的温度通过改变喷射沉积参数、所述激光的功率、所述激光的频率、所述激光的扫描路径和所述沉积基体的运动参数中的至少一部分，以控制所述沉积层和重熔层的温度均匀性。

6.根据权利要求5所述的喷射沉积-激光重熔复合成形工艺，其特征在于，还包括在所述沉积坯成形之后通过所述激光扫描所述沉积坯，以控制所述沉积坯的冷却速度和冷却过程中的温度场均匀性。

7.一种喷射沉积-激光重熔复合成形设备，其特征在于，包括：

腔室本体，所述腔室本体内具有工艺腔室；

驱动支撑装置，所述驱动支撑装置设在所述工艺腔室内，用于支撑沉积基体和驱动所述沉积基体在所述工艺腔室内运动；

喷射装置，所述喷射装置与所述腔室本体相连，用于向所述沉积基体上的沉积区域内喷射金属液，以在所述沉积区域内形成沉积层；和

激光扫描装置，所述激光扫描装置与所述腔室本体相连，用于对所述沉积层进行激光扫描，以将所述沉积层进行激光重熔和束流冲击。

8.根据权利要求7所述喷射沉积-激光重熔复合成形设备，其特征在于，还包括：

温度检测装置，所述温度检测装置与所述腔室本体相连，用于检测所述沉积基体表面的温度、所述沉积层的温度和所述重熔层的温度；和

控制装置，所述控制装置分别与所述激光扫描装置、喷射装置、驱动支撑装置和温度检测装置相连，以控制所述激光扫描装置、喷射装置、驱动支撑装置和温度检测装置的运行。

9.根据权利要求8所述喷射沉积-激光重熔复合成形设备，其特征在于，

所述喷射装置包括设在所述工艺腔室内的雾化喷嘴；

所述激光扫描装置包括设在所述工艺腔室外面的用于产生激光的激光器和与所述激光器相连的聚焦扫描装置；及

所述温度检测装置为设在所述工艺腔室外面的红外热成像仪。

10.根据权利要求9所述喷射沉积-激光重熔复合成形设备，其特征在于，所述腔室本体上设有激光窗口和检测窗口，所述工艺腔室内设有分别用于对所述激光窗口和所述检测窗口的内侧面进行除尘的除尘气嘴，所述聚焦扫描装置设在所述激光窗口处以通过所述激光窗口向所述工艺腔室内发射激光，所述红外热成像仪设在所述检测窗口处以通过所述检测窗口检测所述沉积基体表面的温度、所述沉积层的温度和所述重熔层的温度。