[发明专利]一种多光束增材制造设备及方法

权利要求书

1.一种多光束增材制造设备，其特征在于：

所述设备包括增材制造装置及至少一个激光束产生及控制模块，所述激光束产生及控制模块与所述增材制造装置相对设置，所述增材制造装置包括成形平台(3)及成形缸(8)，所述成形缸(8)连接于所述成形平台(3)；

所述激光束产生及控制模块包括激光器(9)、多个扩束准直及扫描系统、多个聚焦系统、多个出光口、正棱锥镜及安装平台(14)，所述正棱锥镜的底面设置在所述安装平台(14)上，其与所述激光器(9)相对设置；所述激光器(9)设置在所述正棱锥镜的上方；多个所述扩束准直及扫描系统绕所述正棱锥镜的中心轴均匀排布；所述聚焦系统位于所述扩束准直及扫描系统及所述出光口之间，且所述聚焦系统位于所述扩束准直及扫描系统下方；

所述激光器(9)用于向所述正棱锥镜发射一束激光束；所述正棱锥镜用于将所述激光束均匀分成多束激光束；多束激光束依次分别通过多个所述扩束准直及扫描系统、多个所述聚焦系统及多个所述出光口后同时辐照所述成形平台(3)上的粉末以进行激光选区熔化成形。

2.如权利要求1所述的多光束增材制造设备，其特征在于：所述激光器(9)的中心轴与所述正棱锥镜的中心轴重合。

3.如权利要求1所述的多光束增材制造设备，其特征在于：所述扩束准直及扫描系统的数量、所述聚焦系统的数量及所述出光口的数量相同。

4.如权利要求1所述的多光束增材制造设备，其特征在于：所述正棱锥镜为正n棱锥镜，n为大于等于3的正整数。

5.如权利要求4所述的多光束增材制造设备，其特征在于：所述正棱锥镜为正三棱锥镜、正四棱锥镜或者正五棱锥镜。

6.如权利要求1所述的多光束增材制造设备，其特征在于：所述正棱锥镜的倾角α的角度为0<α<90°。

7.一种多光束增材制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)提供权利要求1-6任一项所述的多光束增材制造设备，并将所述成形缸(8)内腔进行抽真空或者填充惰性气体；

(2)预先在所述成形平台(3)上铺设一层粉末；

(3)所述激光器(9)发射出激光束，所述正棱锥镜将所述激光束均匀分成多束激光束，多束激光束分别依次通过多个所述扩束准直与扫描系统、多个所述聚焦系统及多个所述出光口，并辐照在所述粉末上以进行激光选区熔化成形，待当前层成形完毕之后，所述成形缸(8)下降一个层厚的高度；

(4)重复步骤(2)及步骤(3)，直至完成实体零件的成形。

8.如权利要求7所述的多光束增材制造方法，其特征在于：通过采用不同倾角的正棱锥镜来调节激光束的扫描区域的范围大小，以使得被分后的每束激光束能单独对成型区域进行单独全覆盖扫描加工或者对成形区域进行分区扫描加工。

9.如权利要求7所述的多光束增材制造方法，其特征在于：所述正棱锥镜的种类由需要的激光束的数量确定。

10.如权利要求7所述的多光束增材制造方法，其特征在于：所述正棱锥镜的倾角为30°、45°、60°或者75°。