[发明专利]一种3D打印金属表面飞秒激光清扫方法

权利要求书

1.一种3D打印金属表面飞秒激光清扫方法，其特征在于：采用飞秒脉冲激光对3D打印得到的具有复杂三维表面的金属构件进行表面清扫处理，包含如下步骤：

(1)将3D打印金属构件固定在数控三维平移台的夹具上；

(2)利用视觉检测系统对目标构件进行三维模型重建，确定目标构件表面的三维形貌及坐标参数，生成三维移动平台运动轨迹的控制程序；

(3)激光抛光之前三维平移台通过点动控制，经过粗调、微调到距离增材制造件表面0.1～1mm；调整到该点之后，点动控制下远离增材制造件表面9.8～10mm，此时激光光斑处在正离焦状态，且离焦距离为0～100um，完成激光抛光之前的对刀；

(4)设定飞秒激光器参数，开启氩气保护，数控系统生成的三维平移台运动轨迹的控制程序与激光焦点的相对运动，以实现增材制造件的精细抛光；同时通过数控系统控制振镜系统以及三维移动平台在三维方向移动调整构件的坐标位置及夹角，实现飞秒激光对金属构件表面的自动化清扫过程，移动过程保证飞秒脉冲激光束在金属构件表面的移动路径与3D打印路径之间成45～80°的夹角；

(5)取下清扫后的构件，进行后续的处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的金属构件为钛合金，飞秒激光器脉冲宽度为200～300fs、波长1000～1030nm，脉冲频率为80～100MHz，平均功率为5～10W，振镜扫描速度为0～100mm/s，数控三维平移台移动速度为50～100mm/s，扫描线间距为50～100mm，光斑直径60～80um。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的金属构件为铜合金，飞秒激光器脉冲宽度为200～300fs、波长1000～1030nm，脉冲频率为80～100MHz，平均功率为5～10W，振镜扫描速度为0～100mm/s，数控三维平移台移动速度为50～100mm/s，扫描线间距为50～100mm，光斑直径60～80um。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的金属构件为不锈钢，飞秒激光器脉冲宽度为200～300fs、波长1000～1030nm，脉冲频率为80～100MHz，平均功率为5～10W，振镜扫描速度为0～100mm/s，数控三维平移台移动速度为50～100mm/s，扫描线间距为50～100mm，光斑直径60～80um。

5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的方法，其特征在于：在激光表面清扫过程中，在激光聚焦区域倾斜通入惰性气体，通入位置位于飞秒脉冲激光束后方，与金属构件表面之间夹角小于飞秒脉冲激光束与金属构件表面之间的夹角。