[发明专利]一种双激光增材制造同步热处理装置及应用

说明书

本发明公开了一种双激光增材制造同步热处理装置及应用，包括3D打印底座，所述3D打印底座的内部固定连接有电阻丝，并且3D打印底座的内部固定连接有温度传感器，该双激光增材制造同步热处理装置及应用，3D打印底座采用嵌有温度传感器的加热装置，采用内嵌式电阻丝、智能温度调节仪实现对平台的控温加热，从而进一步控制3D打印零部件的温度，降低部件因3D打印过程中激光快热与快冷引起的超大内应力，减小部件应力变形概率，二氧化碳激光器可更换激光枪夹具，从而安装3D打印喷嘴，调整二氧化碳激光器功率，实现双激光器同步打印；也可直接调整二氧化碳激光器功率应用于铺粉型3D打印底座，实现双激光器同步打印。

技术领域

本发明具体涉及一种双激光增材制造同步热处理装置及应用。

背景技术

金属3D打印材料内应力大，导致打印零部件变形，故需去应力打印，现有技术：一、打印完后，部件整体去应力退火；二、打印平台底座加热；三、采用一道打印，第二道激光热处理，交互进行的3D打印工艺。

以上三种技术的弊端：一、打印过程中的应力极易引起部件的变形，故无法等到整体部件打印完后再去热处理，其已经报废；二、底座加热温度不够高，底座加热温度影响范围较小，对打印部件的上层结构影响小，应力仍较大，不能有效消除；三、该技术使得3D打印效率低，不适合工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种双激光增材制造同步热处理装置及应用，减小部件应力变形的概率的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供的双激光增材制造同步热处理装置及应用，包括：3D打印底座，所述3D打印底座的内部固定连接有电阻丝，并且3D打印底座的内部固定连接有温度传感器，所述3D打印底座上固定连接有智能温度调节仪，并且3D打印底座上固定连接有光纤激光器枪头，所述3D打印底座上固定连接有光纤激光器六轴机械手臂，并且3D打印底座上固定连接有二氧化碳激光器枪头，所述3D打印底座上固定连接有二氧化碳激光器六轴机械手臂，并且3D打印底座上固定连接有设备外壳，所述设备外壳上固定连接有红外成像测温仪。

优选的，底座轴可进行三百六十度旋转，从而形成基于光纤激光器六轴机械手臂的二氧化碳激光器六轴机械手臂，即一加一式六轴机械自动化手臂。

优选的，所述一加一式六轴机械自动化手臂具体为所述二氧化碳激光器六轴机械手臂与所述光纤激光器六轴机械手臂共用一个六轴机械自动化手臂的前五轴。

优选的，所述二氧化碳激光器六轴机械手臂的六轴自动化手臂的底座轴与光纤激光器六轴机械手臂的第六轴相连接。

优选的，一种双激光增材制造同步热处理装置应用，包括以下步骤：

S1、通过预设激光打印平台的温度，采用智能温度调节仪实现打印平台的控温；

S2、采用步骤2中一加一式六轴机械手臂，根据预设的AutoCAD线路数据，采用光纤激光器对原材料进行3D打印；

S3、采用红外成像测温仪对光纤激光器打印路径的温度变化进行收集，通过软件计算打印路径的温度变化速率，基于激光器的移动速率，进而软件计算得到光纤激光器打印一个循环路径后，激光打印初始位置的温度；

S4、为保证打印路径温度尽量保持在高温，采用步骤三中的在w1与 w2间选择二氧化碳激光器功率，步骤三中光纤激光器与二氧化碳激光器的距离，其中两激光器距离调整时，采用长短可自动调整的机械手臂，即采用红外成像测温仪检测到打印路径初始位置温度降低到去应力退火温度时，机械手臂带动二氧化碳激光器移动到打印路径初始位置进行w1与w2 间功率的同步热处理；

S5、利用红外成像测温仪实时监控打印路径的温度变化，实现二氧化碳激光器功率的自动调整；

S6、在第二道及多道打印循环路径时，同样采用以上五步骤进行重复打印，最终3D打印增材制造出高性能的零部件。