[发明专利]具有全向构建路径的激光热丝增材沉积头

权利要求书

1.一种集成式激光热丝增材沉积头，所述沉积头包括：

结构框架；

激光加工子系统，所述激光加工子系统包括激光聚焦装置，所述激光聚焦装置安装在所述框架内并且被配置用于沿纵向定向的方向朝向有待增材制造的基材或零件递送单束路径激光束；以及

送丝装置和导电管，所述送丝装置和所述导电管安装在所述框架内并且被配置用于相对于所述纵向定向的方向成1°与30°之间的某一角度地朝向所述基材或所述零件给送可消耗填充焊丝，

其中，在运动控制系统的引导下，所述沉积头被配置用于相对于所述基材或所述零件全向移动来对所述零件进行增材制造，而无需：

从所述纵向定向的方向有角度地改变所述单束路径激光束的取向，或者

旋转所述沉积头。

2.如权利要求1所述的集成式激光热丝增材沉积头，其中，所述角度在1°与30°之间可手动调节。

3.如权利要求1所述的集成式激光热丝增材沉积头，其中，所述激光束与所述基材或所述零件汇聚处的第一位置与所述可消耗填充焊丝的尖端与所述基材或所述零件汇聚处的第二位置之间的距离是可手动调节的。

4.如权利要求1所述的集成式激光热丝增材沉积头，其中，所述单束路径激光束在所述集成式激光热丝增材沉积头内不分裂或重新组合。

5.如权利要求1所述的集成式激光热丝增材沉积头，进一步包括鼻锥、通用型软管和导管、以及水冷式接触块。

6.如权利要求1所述的集成式激光热丝增材沉积头，其中，所述送丝装置包括马达和驱动滚柱。

7.如权利要求1所述的集成式激光热丝增材沉积头，其中，所述可消耗填充焊丝与所述纵向定向的方向成约30度以下的第一角度地接近所述沉积头内的导电管，并且然后与所述纵向定向地方向成约1度到5度的第二角度地离开所述导电管。

8.如权利要求1所述的集成式激光热丝增材沉积头，其中，所述激光聚焦装置在红外光谱中运行，从而提供最高达15千瓦的输出功率。

9.如权利要求1所述的集成式激光热丝增材沉积头，其中，可实现最高达约10.0千瓦/时的沉积速率。

10.如权利要求1所述的集成式激光热丝增材沉积头，其中，所述激光聚焦装置包括激光光聚焦光学器件模块、聚焦光学器件辅助气体入口、未穿孔的聚焦光学器件盖部滑动件、以及聚焦光学器件出口尖端中的至少一个。

11.一种集成式激光热丝增材沉积头，所述沉积头包括：

结构框架；

激光加工子系统，所述激光加工子系统包括激光聚焦装置，所述激光聚焦装置安装在所述框架内并且被配置用于沿纵向定向的方向朝向有待增材制造的基材或零件递送单束路径激光束；以及

导电管，所述导电管安装在所述框架内并且被配置用于接受来自外部送丝装置的可消耗填充焊丝并且相对于所述纵向定向的方向成1°与30°之间的某一角度地朝向所述基材或所述零件引导所述可消耗填充焊丝，

其中，在运动控制系统的引导下，所述沉积头被配置用于相对于所述基材或所述零件全向移动来对所述零件进行增材制造，而无需：

从所述纵向定向的方向有角度地改变所述单束路径激光束的取向，或者

旋转所述沉积头。

12.如权利要求11所述的集成式激光热丝增材沉积头，其中，所述角度在1°与30°之间可手动调节。

13.如权利要求11所述的集成式激光热丝增材沉积头，其中，所述激光束与所述基材或所述零件汇聚处的第一位置与所述可消耗填充焊丝的尖端与所述基材或所述零件汇聚处的第二位置之间的距离是可手动调节的。