[发明专利]一种制造大倾斜角度零件的激光金属成形系统及方法

权利要求书

1.一种制造大倾斜角度零件的激光金属成形系统，其特征在于：包括三维工作台，以及安装在三维工作台Z轴方向上的激光头（2）和喷嘴固定装置（5）；激光头（2）通过光纤和激光器相连；喷嘴固定装置（5）上固定有同轴四管送粉喷嘴，并且安装在激光头（2）的周围，激光头（2）位于同轴四管送粉喷嘴的中心轴上；同轴四管送粉喷嘴上连接有用于控制其打开或关闭的电磁阀。

2.根据权利要求1所述的制造大倾斜角度零件的激光金属成形系统，其特征在于：所述的同轴四管送粉喷嘴包括均匀分布在喷嘴固定装置（5）上的四个送粉喷嘴（4），每一个送粉喷嘴（4）的上端均通过送粉管（1）与送粉器相连；送粉喷嘴（4）与送粉器之间的送粉管（1）上还连接有电磁阀（3），四个电磁阀（3）的控制端均连接到控制器的控制信号输出端上。

3.根据权利要求2所述的制造大倾斜角度零件的激光金属成形系统，其特征在于：所述的送粉喷嘴（4）的上端与电磁阀（3）之间的距离为10～15mm。

4.根据权利要求1或2所述的制造大倾斜角度零件的激光金属成形系统，其特征在于：所述的控制器的控制信号输入端上还连接有用于控制电磁阀开闭和三维工作台运动的计算机。

5.一种制造大倾斜角度零件的激光金属成形的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在三维工作台Z轴方向上安装激光头（2）和喷嘴固定装置（5），激光头（2）通过光纤和激光器相连；在喷嘴固定装置（5）上激光头（2）的周围安装同轴四管送粉喷嘴，激光头（2）与四个送粉喷嘴（4）的中心对准；每个送粉喷嘴（4）的上端安装电磁阀（3），并通过送粉管（1）与送粉器相连；将电磁阀（3）的控制端均连接到控制器的控制信号输出端上，再将控制器的控制信号输入端与计算机相连；

2）加工时，根据需要加工零件的类型、相应的工艺参数和设备的加工能力，设定最大倾斜角度θ，并将零件的加工路径数据导入计算机；

3）然后打开控制器、激光器和送粉器进行加工；激光器经过光纤和激光头（2）输送出激光，送粉器通过送粉管（1）经送粉喷嘴输（4）送出粉末，激光将粉末熔化形成熔池；

4）当零件的倾斜角度小于最大倾斜角度θ时，控制器控制四个电磁阀（3）全部打开，使四个送粉喷嘴送粉加工；

5）当加工到倾斜角度大于或者等于最大倾斜角度θ时，控制器控制相应电磁阀（3）的打开和关闭；

6）当加工到倾斜角度小于最大倾斜角度θ时，控制器控制电磁阀全部打开送粉喷嘴，重复步骤4）和5），直至加工完毕。

6.根据权利要求5所述的制造大倾斜角度零件的激光金属成形的方法，其特征在于：所述步骤2）中，导入计算机的加工路径数据中包括不同层的倾斜角度和倾斜方向。

7.根据权利要求5或6所述的制造大倾斜角度零件的激光金属成形的方法，其特征在于：所述步骤2）中，最大倾斜角度θ为30°～60°。

8.根据权利要求5所述的制造大倾斜角度零件的激光金属成形的方法，其特征在于：所述步骤5）中，控制器控制电磁阀的具体方法是：

将沿零件倾斜方向的两个送粉喷嘴（4）打开，另外两个关闭；

或者当零件只向其中一个送粉喷嘴方向倾斜时，只打开倾斜方向的送粉喷嘴，其余三个关闭，打开的送粉喷嘴的送粉方向和零件倾斜的方向相同；当有送粉喷嘴关闭时，打开的送粉喷嘴的送粉量增加，使总送粉量不变。