[发明专利]一种四激光四振镜激光选区熔化增减材成型装置与方法

说明书

本发明公开了一种四激光四振镜激光选区熔化增减材成型装置与方法，包括密封成型腔室，所述密封成型腔室内置加工成型平台、工控机、送粉铺粉设备、循环净化设备及铣削加工设备，所述加工成型平台设置待加工零件，其特征在于，还包括振镜光路设备，所述振镜光路设备包括四个扫描振镜及四个激光器，所述四个扫描振镜设置在加工成型平台的正上方，所述四个扫描振镜为2×2排列形式，所述激光器激发光源经过光阀转向单元及可变式扩束准直镜单元输入扫描振镜，工控机与振镜光路设备连接实现同一零件四个区域的同时加工。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，具体涉及一种四激光四振镜激光选区熔化增减材成型装置与方法。

背景技术

激光选区熔化成型技术是增材制造技术的一种，通过逐层铺粉利用激光进行选区熔化加工，可成型具有复杂空间零部件结构。但目前金属增材制造直接成型零件由于粗糙度较大及成型精度较低,影响其配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等，无法在精密器械中直接装机使用，在一定程度上限制了激光金属增材制造的推广和应用。为了提高金属增材制造零件成型精度以及降低成型的表面粗糙度，可将传统的铣削机床技术与金属增材制造技术结合，既保证了快速成型，又保证成型精度与粗糙度，最终使零件达到精密制造的要求,该新兴技术被称为增减材复合精密制造。激光增减材复合精密制造对于精度要求的表面，如内腔流道表面，机械配合面等，具有重要的产业化价值。

发明内容

为了克服现有技术中激光选区熔化成型精度较差的问题，本发明提出一种四激光四振镜激光选区熔化增减材成型装置与方法。

本发明采用如下技术方案：

一种四激光四振镜选区熔化增减材成型装置，包括密封成型腔室，所述密封成型腔室内置加工成型平台、工控机、送粉铺粉设备、循环净化设备及铣削加工设备，所述加工成型平台设置待加工零件，其特征在于，还包括振镜光路设备，所述振镜光路设备包括四个扫描振镜及四个激光器，所述四个扫描振镜设置在加工成型平台的正上方，所述四个扫描振镜为2×2排列形式，所述激光器激发光源经过光阀转向单元及可变式扩束准直镜单元输入扫描振镜，工控机与振镜光路设备连接实现同一零件四个区域的同时加工。

所述送料铺粉设备包括送粉漏斗、漏粉单元、铺粉单元及铺粉导轨。

所述铺粉单元包括粉料槽、软体刮刀、漏粉口及漏粉开关。

所述铣削加工设备包括铣削转盘、导轨单元及刀具，所述刀具设置在铣削转盘上，导轨单元控制铣削转盘移动。

本发明还包括材料与铣削屑粒回收设备，所述材料与铣削屑粒回收设备包括粉料回收槽。

一种四激光四振镜选区熔化增减材成型装置的方法，包括如下步骤：

循环净化设备向密封成型腔室充满氩气，排空腔室内部的空气，形成氩气气氛保护；

当铺粉装置经过成型缸正上方时，通过控制漏粉量和软体刮刀的配合，实现金属粉末的均匀铺粉；

工控机发送信号控制四个激光器，使得四个激光器的激光束打至待加工零件的上表面粉床上，四束激光束聚焦打印在待加工零件的粉末床，对零件进行分区域路径规划打印，其中一个激光器产生的激光源进行零件轮廓先输出扫描，另一个激光器产生的激光源进行支撑的先输出打印，剩下两个激光器产生的激光源进行零件的实体体内部填充扫描打印；

当激光加工完成第N层加工幅面后，开始进行铣削加工，将铣削产生的废屑颗粒刮至粉料回收槽中。

本发明当支撑打印结束后，激光器产生的激光源进行实体内部填充扫描打印；当轮廓扫描结束后，激光器产生的激光源进行实体内部填充扫描打印。

本发明的有益效果：