[发明专利]一种同幅面多类型激光增减材复合成形装置与方法

权利要求书

1.一种同幅面多类型激光增减材复合成形装置，包括激光选区熔化装置，其特征在于，还包括三路激光装置：连续光纤激光光路装置、脉冲激光光路装置、超快脉冲激光光路装置；

所述三路激光装置相互独立，并具有共同的工作幅面。

2.根据权利要求1所述同幅面多类型激光增减材复合成形装置，其特征在于，所述连续光纤激光光路装置包括：连续光纤激光器(1)、第一准直器(2)、第一扫描振镜(3)和第一f-θ镜；

所述连续光纤激光器(1)产生的激光，经过可调焦的第一准直器(2)后由第一扫描振镜(3)控制，并在第一f-θ镜作用下在成型表面聚焦为小光斑或正/负离焦为大光斑连续光纤激光束。

3.根据权利要求1所述同幅面多类型激光增减材复合成形装置，其特征在于，所述超快脉冲激光光路装置包括：

超快脉冲激光器(4)、第二准直器(5)、第二扫描振镜(6)和第二f-θ镜；

所述超快脉冲激光器(4)产生的激光，经过第二准直器(5)后由第二扫描振镜(6)控制，并在第二f-θ镜作用下聚焦于成型表面，用于激光减材加工。

4.根据权利要求1所述同幅面多类型激光增减材复合成形装置，其特征在于，所述脉冲激光光路装置包括：脉冲激光器(9)、第三准直器(8)、第三扫描振镜(7)和第三f-θ镜；

所述脉冲激光器(9)产生的激光，经过第三准直器(8)后由第三扫描振镜(7)控制，并在第三f-θ镜作用下聚焦于成型表面，用于实现零件局部的精确冲击强化效果，并在成型过程中实时调整零件各部位的应力分布。

5.根据权利要求4所述同幅面多类型激光增减材复合成形装置，其特征在于，所述三路激光装置光路中振镜的轴线均平行或垂直于成型面的X轴，并呈T字型，以便于激光校准。

6.根据权利要求5所述同幅面多类型激光增减材复合成形装置，其特征在于，所述激光选区熔化装置包括：成型缸(16)、粉料缸(13)、粉末回收缸(19)、铺粉导轨(11)和铺粉车(12)；

所述成型缸10、粉料缸(13)、粉末回收缸(19)设置在成型腔(10)底部；

所述铺粉车(12)设置在成型腔(10)内部，并沿铺粉导轨(11)轨迹滑动，铺粉车(12)的底部与成型缸(16)平行；

所述三路激光装置安装于成型腔(10)的上方。

7.根据权利要求6所述同幅面多类型激光增减材复合成形装置，其特征在于，所述连续光纤激光器(1)为1064nm光纤激光器；所述脉冲激光器(9)波长为1064nm，脉冲频率为1～10Hz；所述超快脉冲激光器(4)为皮秒激光器或飞秒激光器，波长为1030nm，脉冲频率分别为1～2MHz和1kHz～1MkHz。

8.根据权利要求7所述同幅面多类型激光增减材复合成形装置，其特征在于，所述小光斑尺寸为30-100μm，用于激光熔化粉末成形过程；所述大光斑尺寸为100-200μm，用于预减材加工的金属基体轮廓进行辐照软化。