[实用新型]全激光复合增材制造装置

说明书

技术领域

本申请涉及一种材料激光加工装置，属于材料加工领域。

背景技术

择性激光熔化技术(Select Laser Melting)可以实现复杂结构件的成形，但成形精度低、表面光洁度差、分辨率低，一般需要后续加工来提高表面的光洁度。后续加工一般选择两种方式，一种是在增材制造中引入机加减材，这种方法可提高宏观尺度光洁度，但刀具可靠性和耐久性差，分辨率低，特别对于微通道的加工能力不足；另一种是把超快激光减材技术引入激光增材制造中，这种方法可以实现复杂内腔结构件微通道的精密成形、加工。这两种方式都面临着微通道内部有粉体残留，通道上壁面粘粉、悬垂面加工困难的问题，影响到成形工件的最终使用效果，特别是在对加工质量要求严苛的航空航天关键零部件的制造上，该方法难以满足高光洁度、高洁净度、高精度的要求，另外，这两种方法都无法实现悬垂面的加工，限制了技术的应用领域。

实用新型内容

根据本申请的一个方面，提供了一种全激光复合增材制造装置，把激光选区熔化、激光精密去除、激光精密封装融合在一起，解决材料内部微通道、尤其是悬垂面的成型问题，解决微通道粉体残留的问题，满足航空航天关键零部件加工高精度、高光洁度、高洁净度的要求。该全激光复合增材制造装置包括激光部、控制部和成型部，所述激光部与所述成型部光路连接，所述控制部分别与所述激光部和所述成型部电连接；

所述激光部包括第一激光光源和第二激光光源；

所述成型部包括焊接部，所述焊接部由所述控制部控制的方式与所述激光部配合增材制造。

优选地，所述第一激光光源包括连续波红外激光器或脉冲红外激光器。作为一个具体的实施方式，所述第一激光光源为连续波红外激光器。

优选地，所述第二激光光源包括固体短脉冲激光器、半导体短脉冲激光器、气体短脉冲激光器，所述短脉冲激光器的脉宽范围为1飞秒至100毫秒。

优选地，所述第二激光光源包括飞秒脉冲激光器、皮秒脉冲激光器、纳秒脉冲激光器、微秒脉冲激光器或毫秒脉冲激光器。

优选地，所述激光部包括第一光学调制系统和第二光学调制系统；

所述第一光学调制系统位于所述第一激光光源的出射激光光路上，所述第一光学调制系统调制所述第一激光光源射出的激光；

所述第二光学调制系统位于所述第二激光光源的出射激光光路上，所述第二光学调制系统调制所述第一激光光源射出的激光。

进一步优选地，所述激光部包括第一反射镜；

所述第一反射镜同时位于所述第一激光光源和所述第二激光光源的出射激光光路上，所述第一反射镜透射红外光且反射可见光；

所述第一激光光源为红外激光，所述第一激光光源的出射激光经过所述第一光学调制系统后射向并透过所述第一反射镜后进入所述成型部；

所述第二激光光源为可见光激光，所述第二激光光源的出射激光经过所述第二光学调制系统后由所述第一反射镜反射向所述成型部。

所述第一激光光源透过所述第一反射镜后的光束与所述第二激光光源被所述第一反射镜反射后的光束同光路。

进一步优选地，所述激光部包括第二反射镜；

所述第二反射镜位于所述第二激光光源的出射激光光路上，所述第二激光光源的出射激光经过所述第二反射镜反射后射向所述第二光学调制系统。

优选地，所述成型部包括成型腔、扫描振镜、铺粉系统、运动系统；

所述焊接部包括机械臂和压力施加部，所述机械臂在所述压力施加部施加压力的情况下通过所述激光部焊接以增材制造；

所述压力施加部包括机械施压、气动施压、电磁施压；

所述成型腔具备用于充入惰性气体的进气口和用于抽真空的出气口；

所述扫描振镜位于所述成型腔的顶部，反射所述激光部射出的激光并以扫描的方式射向所述成型腔的底部；

所述铺粉系统和所述运动系统位于所述成型腔的底部。

优选地，所述控制部包括计算机、激光测距仪、第三反射镜和图像传感器；

所述计算机分别与所述激光测距仪和所述图像传感器电连接；

所述第三反射镜位于所述第一激光光源射出光线的光路上，所述第一激光光源射出光线透过所述第三反射镜与所述激光测距仪的激光光束经所述第三反射镜反射后的光束同光路。

作为一个具体的实施方式，所述第一激光光源为1064nm连续波光纤激光器，所述第二激光光源为532nm皮秒激光器。

本申请能产生的有益效果包括：