[实用新型]一种平行环形激光熔覆头

说明书

技术领域

本实用新型属于激光快速成型技术领域，具体涉及一种平行环形激光熔覆头。

背景技术

激光熔覆技术是一种涉及光、机、电、计算机、材料、物理、化学等多门学科的跨学科高新技术。它由上个世纪60年代提出，并于1976年诞生了第一项论述高能激光熔覆的专利。进入80年代，激光熔覆技术得到了迅速的发展，结合CAD技术兴起的快速原型加工技术为激光熔覆技术又添了新的活力。

激光熔覆技术是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电器特性等的工艺方法。

目前，激光熔覆成形是将成型件三维图分层切片后，采取逐层熔覆叠加的方式加工成型件的技术，而在成形过程中，每扫完一层，激光光头必须要提升一定的高度，保证熔池的大小在整个成形过程中的一致性，这个过程叫做层高控制。现有技术中的激光熔覆头只有用于分束及汇聚的2个锥面镜，这样虽然可以投射出比较便于调节光斑大小的汇聚型的环形光，但是对于汇聚型的环形光，其在工作中对层高控制的要求偏高，即对成形过程的参数设置及经验要求过高，不太利于高品质的堆积成形。

激光熔覆成形主要使用环形激光束进行，光束汇聚后形成环形光，在逐层扫描时，提升量一旦掌握不好，光斑的大小将会发生变化，会直接影响下一层的质量，从而导致整体成形失败，加工生产成本较高。而且环形光的占空比一定，无法根据实际需求进行相应的调节，成形质量较差。目前，汇聚激光束的层高控制是一个比较热门的课题。

鉴于以上问题，有必要提出一种新型的激光熔覆设备，使得光束在汇聚后形成平行环形光，避免了汇聚光束带来的复杂的层高控制问题，提高成形质量，降低生产加工成本。同时实现光束占空比的调节，满足实际需求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种平行环形激光熔覆头，通过设置三个锥面镜，使得光束在依次反射汇聚后形成平行环形光，避免了汇聚光束带来的复杂的层高控制问题，提高成形质量，降低生产加工成本。同时，通过设置调节机构以调节锥面镜的位置，实现反射后光束占空比的调节，满足实际需求。

根据本实用新型的目的提出的一种平行环形激光熔覆头，包括壳体与位于所述壳体内部的锥面镜，所述壳体上侧设置有入射口，所述壳体的下侧设置有出射口；

所述壳体内侧还设置有支架，所述锥面镜包括设置于所述支架上、下侧的上锥面镜与下锥面镜，以及设置于所述壳体内壁上的内壁锥面镜，所述内壁锥面镜设置于所述支架的上方，所述入射光束依次经过上锥面镜、内壁锥面镜与下锥面镜反射形成平行环形光。

优选的，所述壳体内侧还设置有通过调节所述锥面镜的位置以调节光束占空比的调节机构。

优选的，所述调节机构固定设置于所述支架上。

优选的，所述调节机构为用以驱动所述下锥面镜上、下移动的丝杠螺母传动机构，所述丝杠螺母传动机构固定于所述支架的下侧。

优选的，所述调节机构上还设置有限定所述锥面镜移动行程的限位结构。

优选的，所述限位结构为限位螺钉。

优选的，所述上锥面镜的锥角为90°，所述内壁锥面镜与所述下锥面镜锥角互余。

优选的，所述内壁锥面镜的锥角为56-60°。

与现有技术相比，本实用新型公开的平行环形激光熔覆头的优点是：通过在壳体内部设置三个锥面镜，入射光束依次经过上锥面镜、内壁锥面镜与下锥面镜反射汇聚形成平行环形光，有效地避免了汇聚光束带来的复杂的层高控制问题，提高成形质量，降低生产加工成本。同时，通过设置调节机构以调节锥面镜的位置，根据需要调节锥面镜上下移动，实现反射后光束占空比的调节，满足大量实验与生产需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型公开的平行环形激光熔覆头的结构示意图。

图中的数字或字母所代表的相应部件的名称：

1、壳体  2、支架  3、上锥面镜  4、下锥面镜  5、内壁锥面镜  6、导柱  7、螺母  8、丝杠  9、限位螺钉  10、实心激光束  11、平行环形激光束

具体实施方式