[发明专利]一种无基体无支撑去应力金属零件激光熔覆冲击锻打约束成形方法

权利要求书

1.一种无基体无支撑去应力金属零件激光熔覆冲击锻打约束成形方法，其特征在于：基于待加工零件尺寸较大处，连续激光束熔覆成形纤细状的分支结构，成形后纤细状的分支结构作为基层熔覆成形待成形零件的中间面，根据成形零件的三维实体轮廓模型，朝中间层的两个方向进行熔覆成形，同时，短脉冲激光束利用冲击波力学效应进行同步冲击锻打。

2.根据权利要求1所述的一种无基体无支撑去应力金属零件激光熔覆冲击锻打约束成形方法，其特征在于：连续激光束和短脉冲激光束互相耦合；短脉冲激光束锻打参数分别由在线监测系统和实时跟踪反馈系统进行监测与控制，根据熔覆区材料厚度和面积来确定脉冲激光的脉冲宽度、锻打频率和光斑大小；反过来，短脉冲激光束冲击锻打参数的选择又约束着连续激光束熔覆速度与送粉速率的选择，形成闭环耦合控制，以确保整个熔覆层深度材料获得充分锻打透彻。

3.根据权利要求1所述的一种无基体无支撑去应力金属零件激光熔覆冲击锻打约束成形方法，其特征在于：短脉冲激光束自由移动于金属零件两侧，使连续激光束和短脉冲激光束即可同侧配合工作，亦可两侧配合工作。

4.根据权利要求1所述的一种无基体无支撑去应力金属零件激光熔覆冲击锻打约束成形方法，其特征在于：具体步骤如下：

S1.根据金属零件三维实体模型，确定其结构尺寸较大处，并在底座上确定相应位置作为分支结构熔覆成形的基点；

S2.在基点处，沿基座的竖直方向加载连续激光束，熔覆成形纤细状分支结构；

S3.根据金属零件三维实体模型，对其分层切片，获取每一层的成形路径；调整连续激光束方向及激光束参数,纤细状分支结构作为金属零件熔覆成形的中间面；

S4.激光熔覆成形基底；

S5.同时在线检测系统及实时跟踪反馈控制系统作用，先后调节短脉冲激光束和连续激光束的参数，记录保存数据，并进行误差分析；

S6.与此同时，短脉冲激光束进行同步冲击锻打；连续激光束和短脉冲激光束同时同步配合工作；

S7.分析成形的表面及性能是否达到要求，若达到要求，则进入步骤S8，若不达到要求，则同时先后调节连续激光束和短脉冲激光束的参数，记录保存数据，并进行误差分析，重复步骤S4、S5、S6、S7；

S8.调整连续激光加载方向及激光束参数，以成形基底为支撑，激光熔覆金属零件第一层切片；

S9.对激光熔覆金属零件成形的第一层切片，重复步骤S5、S6、S7；

S10.根据金属零件三维实体模型，以激光熔覆成形的第一层切片为新的基底，并作为第二层切片的支撑，激光熔覆成形金属零件的第二层切片，同时重复步骤S5、S6、S7；

S11.上一层切片成为新的基底，作为下一层切片的支撑，如此类推地激光熔覆冲击锻打，直到最终获得成形金属零件；

S12.分析整体成形金属零件的表面及性能是否达到相关要求，若达到要求，则激光熔覆冲击锻打约束成形结束，若不达到要求，则返回步骤S11，直至获得达到要求的成形金属零件。