[发明专利]一种激光近净成形过程中快速确定激光功率的方法

摘要

本发明公布了一种激光近净成形过程中快速确定激光功率的方法，主要包括以下步骤：(1)首先根据成形零件设计要求确定单道沉积宽度w及材料种类，并根据设备工作范围将扫描速度v及送粉速率作为输入参数直接给定；(2)根据成形材料的种类及加工过程特征确定粉末利用率u₁，激光吸收率u₂，及其前一沉积层温度T₁；(3)然后将上述所得数据及成形所用材料的物性参数代入基于能量守恒定律推导的激光功率模型直接计算得到所需激光功率值P。本发明利用数学模型综合考虑了影响所需激光功率的主要参数，可直接并准确地得到给定工艺参数条件下成形所需的激光功率值，避免了大量实验优化工作并提高了确定参数的准确性及效率。

主权项

一种激光近净成形过程中快速确定激光功率的方法，其特征在于包括以下步骤：A、根据成形零件的设计要求，设定单道沉积宽度w、机床的扫描速度v及送粉器的送粉速率B、根据单道沉积宽度w及与机床耦合的送粉喷嘴的粉末流焦点大小确定粉末利用率u₁；C、根据预成形材料的物理特性和激光本身的特性确定激光吸收率u₂，根据加工环境温度、激光扫描方式及扫描速度v确定前一沉积层的温度T₁；D、将确定的单道沉积宽度w、扫描速度v、送粉速率粉末利用率u₁、激光吸收率u₂和前一沉积层温度T₁代入激光功率模型直接计算所需激光功率值：$P=\frac{\mathrm{\π}\·w^2\·\mathrm{\ρ}\·v}{{8u}_2}\·[C\·(T_m-T_1)+\mathrm{\ΔH}]+\frac{u_1\·C\·\stackrel{\·}{m}}{u_2}\·(T_1-T_2)$其中，ρ为成形材料密度，(g/m³)；C为成形材料比热容，(J/g·℃)；T_m为成形材料熔点，(℃)；ΔH为成形材料的熔化焓，(J/g)；T₂为所用粉末初始温度，(℃)。