[发明专利]激光选区熔化与激光冲击强化复合增材制造装置及方法

权利要求书

1.一种激光选区熔化与激光冲击强化复合增材制造装置，其特征在于，包括：

基座，所述基座水平布置；

铺粉组件，所述铺粉组件设置于所述基座上；

运动成型缸，所述运动成型缸沿所述铺粉组件的铺粉路径布置，并设于所述铺粉组件的底部；

激光扫描组件，所述激光扫描组件一端设于所述基座的一旁，所述激光扫描组件的另一端延伸至所述铺粉组件的上方并在所述铺粉组件的上方水平移动；

扫描支撑导向组件，所述扫描支撑导向组件设于所述基座上，所述激光扫描组件的另一端与所述扫描支撑导向组件的顶部水平滑动连接；

所述激光扫描组件用于对所述铺粉组件铺设的粉末交替进行激光选区熔化增材制造和激光冲击强化处理。

2.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化与激光冲击强化复合增材制造装置，其特征在于，所述铺粉组件包括铺粉器、第一粉末存储室、第二粉末存储室和工作平台，所述工作平台架设于所述基座上，所述工作平台上设有铺粉导轨，所述铺粉器与所述铺粉导轨滑动连接，所述第一粉末存储室和所述第二粉末存储室设于所述铺粉导轨上靠近两侧位置，所述运动成型缸设于所述铺粉导轨的下方。

3.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化与激光冲击强化复合增材制造装置，其特征在于，所述运动成型缸包括成型缸体、活塞和基板，所述成型缸体顶部开口，所述活塞和所述基板均设于所述成型缸体内部，所述基板水平布置，所述活塞与所述基板垂直连接。

4.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化与激光冲击强化复合增材制造装置，其特征在于，所述激光扫描组件包括激光器、导光臂、激光扫描发生器和扫描振镜系统，所述激光器设于所述基座的一旁，所述导光臂一端与所述激光器连接，所述导光臂的另一端与所述激光扫描发生器连接，所述扫描振镜系统设于所述激光扫描发生器内。

5.根据权利要求4所述的一种激光选区熔化与激光冲击强化复合增材制造装置，其特征在于，所述扫描支撑导向组件包括扫描导轨和扫描导轨支撑柱，所述扫描导轨横向布置，所述扫描导轨支撑柱设于所述铺粉组件的两侧，所述扫描导轨支撑柱一端与所述扫描导轨固定连接，其另一端与所述基座固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种激光选区熔化与激光冲击强化复合增材制造装置，其特征在于，还包括卧式车床，所述激光器和所述基座均设于所述卧式车床上。

7.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化与激光冲击强化复合增材制造装置，其特征在于，还包括保护气源，所述基座、所述铺粉组件、所述运动成型缸、所述激光扫描组件以及所述扫描支撑导向组件均设于密封腔室内部，所述保护气源设于所述密封腔室外部并与所述密闭腔室连通。

8.根据权利要求7所述的一种激光选区熔化与激光冲击强化复合增材制造装置，其特征在于，还包括高效除尘机，所述高效除尘机设于所述密封腔室的外部并与所述密封腔室连通。

9.根据权利要求7所述的一种激光选区熔化与激光冲击强化复合增材制造装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统分别与所述铺粉组件、所述运动成型缸和所述激光扫描组件电连接。

10.一种激光选区熔化与激光冲击强化复合增材制造方法，其特征在于，该方法使用如权利要求1-9任一项所述的装置，包括：

步骤1：通过所述铺粉组件释放金属粉末并进行铺设；

步骤2：通过激光扫描组件对铺设的金属粉末进行扫描；

步骤3：控制所述运动成型缸内的基板下降与金属粉末的铺设厚度相等的距离；

步骤4：重复上述步骤1至步骤3，往复铺设3-15层的金属粉末层，获得激光选区熔化得到的初步增材；

步骤5：通过激光扫描组件对所述激光选区熔化得到的初步增材进行激光冲击强化；

步骤6：交替进行激光选区熔化增材制造和激光冲击强化操作后，清理多余的金属粉末，获得成型构件。