[发明专利]一种模具熔积成形激光冲击锻打复合增材制造方法及其装置

摘要

本发明公开了一种模具熔积成形激光冲击锻打复合增材制造方法，包括以下步骤1)铸造模具坯体；2)熔积成形厚度计算；3)通过热源熔积金属粉末形成熔覆层，控制器控制激光发生器对处于易塑性形变温度的熔积金属区域进行同步冲击锻打；熔覆层逐层堆叠，直到熔覆层达到步骤2)中的厚度值，形成工件；4)对工件进行表面处理。还提供一种模具熔积成形激光冲击锻打复合增材制造装置。本发明的方法采用熔积成形‑激光冲击锻打复合制造，将熔积成形与冲击锻打同时进行且过程中参数相互协调与约束，能避免热应力、变形开裂，优化金属零件显微组织，避免气孔、未融合和缩松等内部缺陷，提高金属模具增材制造成形质量和效率。

主权项

一种模具熔积成形激光冲击锻打复合增材制造方法，其特征在于：包括以下步骤：1)铸造模具坯体；2)熔积成形厚度计算；测量得到的铸造坯体的尺寸，根据所需的模具尺寸，计算得到两者的差值，该差值作为需增加的熔覆层的厚度值；3)通过热源熔积金属粉末形成熔覆层，同时通过温度传感器对熔覆层的熔积金属区域的温度进行采集，将采集到的数据发送到控制器，控制器控制激光发生器对处于易塑性形变温度的熔积金属区域进行同步冲击锻打；熔覆层逐层堆叠，直到熔覆层达到步骤2)中的厚度值，形成工件；4)对工件进行表面处理；其中，步骤3)的具体内容为：通过红外热成像仪对熔覆层的熔积金属区域的温度进行数据采集并发送到控制器；当熔覆层的熔积金属区域的温度冷却至再结晶温度时，激光发生器的脉冲激光对熔覆层进行冲击锻打；当熔覆层的熔积金属区域的温度过高/过低，则控制器输出控制信号以降低/提高热源的输入功率，形成闭环控制；控制器根据熔覆层的厚度确定脉冲激光的脉冲宽度，并且根据熔覆层的面积确定激光锻打频率和光斑值，控制器控制激光发生器对处于易塑性形变温度的熔覆层的熔积金属区域进行同步冲击锻打；然后控制器通过光束质量检测装置对激光进行数据采集，并且控制器输出控制信号对激光的脉冲宽度、锻打频率和光斑值进行反馈调节。