[发明专利]一种适用于多种材料激光选区熔化增材制造设备与方法

摘要

本发明公开了一种适用于多种材料激光选区熔化增材制造设备与方法。本设备激光头包括光纤发射端和成型喷头，成型喷头由两条端部相交的粉末通道构成的V字型喷嘴，V字型喷嘴的两个粉末通道分布在光纤发射端的两侧；光纤发射端、成型喷头和粉末通道构成了激光成型喷头；当光纤发射端发射的激光光束与V字型喷嘴出口的粉末相遇时，激光光束将粉末在出口处熔化，并形成向下流动的熔滴；V字型喷嘴的两个粉末通道分别通过各自管路，与其对应的两个粉末供给系统连通。本设备可实现两种异种材料在Z轴方向梯度成型，也可实现在同一层中，不同区域内异种材料的成型，实现两种以上材料在XY平面和Z方向上不同区域、不同梯度的复合成型。

主权项

1.一种适用于多种材料激光选区熔化增材制造设备，包括激光器、成型室（6）、设置在成型室（6）底部的成型缸（9）、设置在成型室（6）内的激光头（8），以及驱动激光头在XY平面移动的导轨机构（5）；其特征在于：所述激光头（8）包括连接激光器的光纤发射端（131）和成型喷头（81），所述成型喷头（81）由两条端部相交的粉末通道（82）构成的V字型喷嘴，所述V字型喷嘴的两个粉末通道分布在光纤发射端（131）的两侧；光纤发射端（131）、成型喷头（81）和粉末通道（82）构成了激光成型喷头；当光纤发射端（131）发射的激光光束与V字型喷嘴出口的粉末相遇时，激光光束将粉末在出口处熔化，并形成向下流动的熔滴（15）；所述V字型喷嘴的两个粉末通道分别通过各自管路，与其对应的两个粉末供给系统连通；该两个粉末供给系统的结构相同，均包括一个储粉罐（2）和一个气泵混合器（3），储粉罐（2）通过取粉管连接气泵混合器（3），由气泵混合器（3）通过输粉管（33）将粉末输送至成型喷头（81）相应的粉末通道内；这两个储粉罐（2）内分别盛装不同材质的粉末；该两个粉末供给系统并排设置在成型室（6）一侧外部的上方；所述成型室（6）内还设有两个安装在直线导轨机构上的、且可沿着水平导轨在成型室（6）内往复移动的粉末斗（4），每个粉末斗（4）的下方安装有V字型出粉通道的铺粉刷（7）；粉末斗（4）的底部设有带阀门的下粉口，铺粉时，该阀门打开，粉末斗（4）内的粉末掉落至铺粉刷（7）的V字型出粉通道内；粉末斗（4）在水平导轨机构上往复移动，驱动携带有粉末的铺粉刷（7），将粉末平铺在成型室（6）内的零件（10）的成型区域；每个储粉罐（2）的底部设有带阀门的出粉口，当粉末斗（4）需要补粉、且移动至与其对应的储粉罐（2）下方停止时，该出粉口的阀门打开并为与之对应的粉末斗（4）进行补粉。