[发明专利]一种基于等离子束-激光复合热源的增材制造设备与方法

摘要

本发明公开了一种基于等离子束‑激光复合热源的增材制造设备，包括特制刀具库、成型密封腔、保护气气瓶、等离子焊接机器人、激光辅助机器人、两轴变位机、监控系统、等离子束‑激光复合热源熔融沉积系统以及集成控制系统。本发明采用等离子束‑激光复合热源熔融沉积，解决了等离子束增材制造的界面结合问题，提高界面结合强度和零件性能，大大提高的零件的成型效率。本发明还采用了双机械臂作为运动载体，能够实现复杂空间曲面等复杂零件的制造以及大尺寸零件的快速成型或修复。

主权项

1.一种基于等离子束-激光复合热源的增材制造设备，其特征在于，包括特制刀具库、成型密封腔、保护气气瓶、等离子焊接机器人、激光辅助机器人、两轴变位机、监控系统、等离子束-激光复合热源熔融沉积系统以及集成控制系统；/n成型密封腔设有接口，保护气气瓶通过接口向成型密封腔内通入保护气，提供惰性气体进行气氛保护；/n所述两轴变位机、特制刀具库、监控系统、等离子焊接机器人和激光辅助机器人均位于密封成型腔内部；/n两轴变位机用于提供C轴和A轴方向的转动；两轴变位机布置有预热用的加热垫；加热垫通过电缆与加热装置相连接；/n等离子焊接机器人和监控系统位于两轴变位机的一侧，激光辅助机器人位于两轴变位机的另一侧；/n特制刀具库用于临时放置等离子束送丝焊炬和等离子送粉式焊炬；/n所述监控系统搭载有高速摄像机和光二极管，用于在增材过程中实时获取熔池图像和零件图像；/n所述等离子束-激光复合热源熔融沉积系统包括等离子束送丝焊炬、等离子送粉式焊炬、激光头、送丝机、送粉器、等离子发生器、水冷机以及激光器；/n送丝机用于为等离子束送丝焊炬提供金属丝料进行熔融沉积；/n送粉器用于在增材过程中向等离子送粉式焊炬提供金属粉末材料；/n等离子发生器分别与等离子束送丝焊炬和等离子送粉式焊炬相连接，用于在加工过程中产生等离子束；/n激光头与激光器相连接，用于提供高能激光束；/n水冷机分别与激光头和激光器相连接，用于提供冷却水进行冷却；/n所述保护气气瓶与等离子发生器相连接，提供电离气体；保护气气瓶与送粉器相连接，用于气载送粉；保护气气瓶分别与等离子束送丝焊炬、等离子送粉式焊炬以及激光头相连接，提供加工过程中的保护气；/n所述特制刀具库、成型密封腔、等离子焊接机器人、激光辅助机器人、两轴变位机、监控系统和等离子束-激光复合热源熔融沉积系统均与集成控制系统相连接，由集成控制系统进行协同控制。/n