[发明专利]激光3D打印金属工件的方法及装置

摘要

本发明实施例公开了一种激光3D打印金属工件的方法及装置，所述方法包括生成激光扫描路径的规划步骤，及铺设金属粉末，根据材料熔点及对应打印层的厚度来调节和/或接受用户实时操控来调节激光的频率及脉冲宽度出光，并按照扫描路径扫描铺设好的金属粉末，进行烧结及成型处理，逐步堆叠形成对应的金属工件的打印步骤。本发明实施例通过在激光3D打印金属工件的过程中改变激光频率及脉冲宽度来控制金属粉末的烧结程度并对完成烧结的金属粉末进行成型处理，改善打印过程中出现孔隙、过烧及球化现象的情况，提高金属工件的致密度。

主权项

1.一种激光3D打印金属工件的方法，其特征在于，包括：首先在工控机上根据用户操作提供待打印的金属工件的三维实体模型；接着对三维实体模型进行切片分层，得到各层的轮廓数据及由轮廓数据生成包含对各层轮廓的填充路径在内的扫描路径；然后铺设金属粉末，先采用公式调节频率为300KHz～10MHz、脉宽大于100ns激光的脉冲宽度，利用激光瞬态产生的高温和脉冲之间热积累对金属粉末进行烧结，以改变金属粉末的金属颗粒熔化量，降低金属熔体粘度和表面张力，使金属颗粒间的粘结力增加，提高金属工件的致密度，其中，d为脉冲宽度，x为材料熔点，y为对应打印层的厚度，A、B及C为固定系数，m、n为预设常数；然后采用公式调节频率小于300KHz、脉宽小于100ns激光的脉冲宽度对完成烧结的金属粉末进行成型处理，以改善金属工件在打印过程中出现的空隙，提高金属工件的致密度，其中d为脉冲宽度，x为材料熔点，y为对应打印层的厚度，A、B及P为固定系数，m、n为预设常数。