[发明专利]逐层轧制激光立体成型零件的装置和方法

权利要求书

1.逐层轧制激光立体成型零件的装置，其特征在于，所述装置包括数控系统(1)、工作机台(8)、工作机台(8)上的基板(3)、位于基板(3)上方的激光粉末同轴喷嘴(2)、和轧制装置(5)，其中：

所述激光粉末同轴喷嘴(2)被设置成在轧制零件过程中移动地同步熔覆金属粉末以形成金属沉积层(4)；在每一层金属沉积层(4)形成之后，所述轧制装置(5)对金属沉积层(4)进行逐层轧制；

所述数控系统(1)控制所述激光粉末同轴喷嘴(2)以及轧制装置(3)的移动。

2.根据权利要求1所述的逐层轧制激光立体成型零件的装置，其特征在于，所述装置还具有送粉器(7)和激光器(6)，所述送粉器(7)和激光器(6)分别连接在激光粉末同轴喷嘴(2)上的送粉通道和熔融通道上。

3.根据权利要求1所述的逐层轧制激光立体成型零件的装置，其特征在于，所述轧制装置(5)包括辊轮(5-3)、辊轮固定装置(5-2)、液压装置(5-1)及第一伺服电机(5-4)，

所述辊轮固定装置(5-2)的上端连接液压装置(5-1)，下端连接辊轮(5-3)，所述辊轮(5-3)可相对辊轮固定装置(5-2)自由转动，所述液压装置(5-1)带动辊轮固定装置(5-2)同步运动，进而控制辊轮(5-3)高度及辊轮(5-3)对金属沉积层(4)的轧制作用力，

所述数控系统控制第一伺服电机(5-4)带动辊轮(5-3)对金属沉积层(4)滚动轧制，所述第一伺服电机(5-4)控制辊轮(5-3)高度、运行方向和轧制次数，所述第一伺服电机(5-4)通过门型支架与液压装置(5-1)连接。

4.根据权利要求3所述的逐层轧制激光立体成型零件的装置，其特征在于，所述装置还包括带动基板(3)进行二维平面运动的第二伺服电机(5-5)，所述第二伺服电机(5-5)安装在基板(3)边缘外侧的工作机台(8)上。

5.根据权利要求1或4所述的逐层轧制激光立体成型零件的装置，其特征在于，所述装置还包括CCD摄像装置(5-6)，通过支撑杆安装在基板(3)上用于将采集的图像反馈到显示装置上以监控金属粉末的熔覆过程和金属沉积层(4)的轧制过程。

6.逐层轧制激光立体成型零件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

提供权利要求1至5任一项所述的逐层轧制激光立体成型零件的装置；

1)数控系统(1)控制送粉器(7)通过激光粉末同轴喷嘴(2)的送粉通道将金属粉末输送到激光器(6)激光光斑形成的熔池区内同步熔覆在基板(3)或已有金属沉积层(4)上形成新的金属沉积层(4)；

2)数控系统(1)控制轧制装置(5)对步骤1)处理得到的金属沉积层(4)进行轧制；

3)重复步骤1)-2)，逐层沉积和轧制，直至最终成型为一个完整的实体零件。

7.根据权利要求6所述的逐层轧制激光立体成型零件的方法，其特征在于，所述步骤1)和步骤2)之间还包括：回收未熔化成形的金属粉末，进行循环重复使用。

8.根据权利要求6或7所述的逐层轧制激光立体成型零件的方法，其特征在于，所述金属粉末为钛合金、铁基合金、铝合金、镁合金、镍基合金或钴基合金中的一种或几种。

9.根据权利要求6所述的逐层轧制激光立体成型零件的方法，其特征在于，所述步骤1)中的熔覆厚度为50-100μm。