[发明专利]一种用于激光选区熔化混合粉末的装置及方法

权利要求书

1.一种用于激光选区熔化混合粉末的装置，其特征在于，所述装置包括粉末储存腔，粉末储存腔上方有刮板，粉末储存腔右侧外壁上装有压强感应器，压强感应器感应粉末储存腔内的压强，并在外部显示器上显示数值；粉末储存腔的底部装有具有加热和旋转搅拌功能的电磁盘，电磁盘连接伸缩杆从而能够上下滑动；输气阀连接储气瓶与粉末储存腔，气体通过输气阀从储气瓶输入到粉末储存腔中，添加的气体为氢气；排气阀连接真空泵与粉末储存腔，真空泵通过排气阀吸出粉末储存腔中的空气和多余的气体；控制中心位于粉末储存腔的左侧，连接并控制激光器、粉末储存腔内的电磁盘、压强感应器以及伸缩杆；零件成型室位于控制中心和粉末储存腔的中间位置，激光器位于控制中心的上部，工作台位于零件成型室的内部；在控制中心的控制下，合金粉末在粉末储存腔混合完成后通过刮板进入零件成型室中，然后激光器发出的激光通过反光镜反射进入零件成型室中的工作台上加工合金粉末，合金粉末为Ti₆Al₄V合金粉末与纯铜粉末，纯铜粉末为辅助合金粉末；所述电磁盘包括加热线圈和旋转线圈，加热线圈和旋转线圈之间用隔板隔开，加热线圈为外圈，当控制中心输入电流通过加热线圈时会切割磁场产热而达到加热效果，且控制中心能显示并控制电磁盘加热温度；电磁盘的内圈为旋转线圈，两头分布有磁性相反的磁极，两磁极有金属导体，当有控制中心的输入电流通过金属导体时两磁极会产生斥力和吸力来使导体旋转而带动内圈旋转从而使电磁盘具有旋转功能；所述隔板为隔热效果好的NIP-1050纳米微孔隔热板。

2.如权利要求1所述的一种用于激光选区熔化混合粉末的装置，其特征在于，刮板和粉末储存腔的内壁所使用的材料为NIP-1050纳米微孔隔热板。

3.使用如权利要求1所述装置实施激光选区熔化混合粉末的方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）粉末添加：打开刮板，将需要混合的合金粉末加入粉末储存腔中，合上刮板；所述需要混合的合金粉末为Ti6Al4V合金粉末与纯铜粉末，纯铜粉末为辅助合金粉末；

2）气体添加：打开排气阀，用真空泵将粉末储存腔内部的空气抽出后再通过输气阀将气体加入粉末储存腔中，通过压强感应器监控腔内的实时压强从而监控粉末储存腔内部的气体含量；添加的气体为氢气，气体压强10 kPa-30 kPa；

3）混合过程：通过控制中心打开电磁盘的加热功能，将粉末储存腔内部加热到500-900℃；然后，再通过控制中心打开电磁盘的旋转功能，在高温气体环境下将需要混合的合金粉末保温保压混合制成合金复合粉末材料，保温保压混合的时间为40 min，混合完毕后通过控制中心关闭电磁盘的搅拌功能并打开排气阀用真空泵将粉末储存腔中多余的气体抽离，抽离结束后关闭排气阀，再进行固溶时效处理，然后自然冷却至室温；

4）最后，控制中心调节伸缩杆的高度来将混合粉末送到粉末储存腔的顶部，再通过刮板将合金复合粉末材料送至零件成型室中进行激光增材制造成型。

4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3）中，所述的固溶时效处理的步骤为：调节电磁盘的加热功能加热到700-900 ℃，保温7 h后关闭电磁盘加热功能。