[发明专利]一种基于激光技术进行复合制造的装置

说明书

本发明公开了一种基于激光技术进行复合制造的装置，包括密封成型室、惰性保护气源及加工成型平台；惰性保护气源与密封成型室连接；加工成型平台布置在密封成型室内，加工成型平台的正上方布置有光路选取系统；加工成型平台上设有加工位，加工成型平台布置在导轨上，其通过导轨可前后滑动；光路选取系统包括沿导轨方向布置的冲击强化独立激光光路、增材独立激光光路和减材独立激光光路，各独立激光光路不共用设备且布置在加工成型平台的正上方。本发明的装置融合激光冲击强化和激光增减材技术，改善复杂精细增材制件的成型精度、表面质量、组织性能和残余应力状态，实现一站式高效率、高精度、高性能增材制件的制备。

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，涉及一种基于激光技术进行复合制造的装置。

背景技术

激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)是基于材料离散-逐渐累加的方法制造实体零件的激光增材制造技术，其具体以高功率激光为热源，逐层熔融金属粉末，可以直接制造出具有复杂精细结构的零件(加工精度高)，该技术能够实现具有复杂结构的致密材料的快速、无模的近净成型，为复杂、精细结构零件的一体化制备提供新的思路，尤其为航空航天、医疗器械、精密机床、电子通讯等领域中的关键精密零部件的成型提供了一个简单、快速、低成本、绿色化的从粉末到整件的柔性制造技术，具有美好的应用前景。

但是受制于粉末的尺度、粉末粘附和粉末球化、层间台阶效应、激光聚焦光斑尺寸、微裂纹以及受热不均导致的残余拉应力和变形等的影响，SLM成型零件的复杂、精细程度、表面粗糙度、致密度及机械力学综合性能等仍与用户期待有较大差距。

因此，开发一种能够顺利解决SLM成型零件的几何尺寸精度低、表面质量差、残余拉应力大和内部缺陷多等问题进而实现高精度、一体化的近净成型的技术极具现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术SLM成型零件的几何尺寸精度低、表面质量差、残余拉应力大及内部缺陷多的缺陷，进而提供一种实现高精度、一体化的近净成型的制造设备。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于激光技术进行复合制造的装置，包括密封成型室、惰性保护气源、加工成型平台、光路选取系统及控制装置；

所述惰性保护气源与密封成型室连接，为密封成型室提供惰性保护气体；

所述加工成型平台布置在所述密封成型室内，其中光路选取系统布置在所述加工成型平台的上方；

所述加工成型平台上设有加工位，加工成型平台布置在导轨上，其通过所述导轨可前后滑动(加工成型平台的具体运动形式不限，可以将导轨设为传送带，也可将导轨设为铁轨，通过加工成型平台下布置的车轮实现加工成型平台的前后滑动)；

所述光路选取系统布置在加工成型平台的正上方，其包括相互平行且沿导轨方向布置的冲击强化独立激光光路、增材独立激光光路和减材独立激光光路这三条独立激光光路，每条独立激光光路包括一套依次排布的激光器、扩束镜及扫描振镜，各独立激光光路不共用设备；

所述控制装置分别与惰性保护气源、加工成型平台及光路选取系统电信号连接，控制装置可控制惰性保护气源使得密封成型室内充满惰性保护气体，而后根据需求通过导轨滑动加工成型平台使得加工位对准所需的独立激光光路并控制光路选取系统加工部件，重复该操作直至部件加工完成即可。

其中控制装置的具体操作步骤如下：

(1)获取待制造零件的三维数模，利用软件(如CAD软件、CAM软件及其他具有类似功能的模型制作软件)对待制造零件的三维数模进行切片分层处理，获取逐层切片层的轮廓数据，并生成待制造零件的构造参数，所述构造参数包括激光增材加工参数、激光冲击强化参数和激光减材加工参数；

(2)开启惰性保护气源使得密封成型室处于惰性保护气体的保护下；