[发明专利]一种激光增材制造设备

说明书

本发明涉及一种激光增材制造设备，包括工作腔体，所述工作腔内安装有工作台和设置在所述工作台上方的激光器系统，所述激光器系统在所述工作台上产生成形金属件；所述工作腔体内还设置有可变形的密封件，所述密封件将所述工作腔体分为容积可变的空气腔和保护气体腔；所述激光器系统和所述工作台均设置在所述保护气体腔内；所述工作腔体上还设置有连通所述空气腔的通气口、及连通所述保护气体腔的进气口和出气口；本发明通过向保护气体腔中充入保护气体，使保护气体和空气不接触，缩短了充入保护气体的时间，提高了工作效率，并且减少了保护气体的浪费，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及激光增材的技术领域，尤其涉及一种激光增材制造设备。

背景技术

激光增材技术是利用快速原型制造的基本原理，以金属粉末为原材料， 采用高能量的激光作为能量源，按照预定的加工路径，将同步送给的金属粉 末进行逐层熔化，快速凝固和逐层沉积，从而实现金属零件的直接制造。

在大气环境下进行激光增材制造过程，一些活泼金属(钛合金、铝合金 等)表面会发生氧化现象，由于金属氧化物对激光能量的吸收率不同，以及 氧化物造成的构件表面起伏不平，导致工作面不同部位对激光束的吸收率出 现明显变化，使得移动熔池的尺寸在增材制造过程中无法保持稳定，从而显 著影响成形件的表面质量和性能。所以在进行激光增材时，需要向工作腔内 预先充入保护气体，保证腔体内氧气的含量控制在一定范围之内，以防止活 泼金属在成形过程中被氧化，影响成形材料的最终性能。

在充入保护气体的过程中，保护气体会与工作腔内的空气混合，部分保 护气体会随空气一同被排出。随着工作腔内的保护气体浓度逐渐增加，氧气 浓度下降的速度越来越慢，这使充入保护气体的时间过长，导致生产效率降 低，并且部分保护气体被浪费，提高了生产成本。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种激光增材制造设备， 使保护气体和空气不接触，缩短了充入保护气体的时间，并减少了保护气体 的浪费。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种激光增材制造设备，包 括工作腔体，所述工作腔内安装有工作台和设置在所述工作台上方的激光器 系统，所述激光器系统在所述工作台上产生成形金属件；

所述工作腔体内还设置有可变形的密封件，所述密封件将所述工作腔体 分为容积可变的空气腔和保护气体腔；所述激光器系统和所述工作台均设置 在所述保护气体腔内；所述工作腔体上还设置有连通所述空气腔的通气口、 及连通所述保护气体腔的进气口和出气口。

本发明的有益效果是：通过向保护气体腔中充入保护气体，使保护气体 和空气不接触，缩短了充入保护气体的时间，提高了工作效率，并且减少了 保护气体的浪费，降低了生产成本。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述密封件为气模，并且所述气膜连接所述工作腔体的底部四 周内壁及所述激光器系统顶部的所述工作腔体内壁。

进一步，当所述激光器系统工作时，所述气膜紧贴所述工作腔体内壁的 顶面及四周侧面；当所述激光器系统停止工作时，所述气膜紧贴所述工作腔 体内壁的底面、所述激光器系统和所述工作台。

进一步，所述工作腔体包括底座和盖体，所述气膜安装在所述盖体上； 所述盖体固定，所述底座底部设置有控制所述底座升降的升降机构。

进一步，所述盖体底部设置有密封圈，所述密封圈的底部紧贴所述底座 的顶部。

进一步，所述激光器系统通过z轴机构安装于所述盖体顶部的内壁。

进一步，所述工作台通过x轴机构和y轴机构安装于所述底座的顶部。

进一步，所述通气口安装在所述盖体上。

进一步，所述进气口和所述出气口安装在所述底座上。