[发明专利]一种激光冲击强化辅助的激光增材制造复合加工方法

权利要求书

1.激光冲击强化辅助的激光增材制造复合加工方法，其特征在于通过移动约束层和牺牲层，实现对零件的激光选区熔化和激光冲击强化，包括以下步骤：

1)建立零件的模型，对模型进行切片处理，并将切片信息导入到增材制造设备中；

2)根据强化效果和加工需求，设定激光选区熔化工艺参数和激光冲击强化的工艺参数；

3)铺粉阶段：工作时送粉腔上升一个厚度，成形腔下降一个厚度，通过增材制造设备的水平刮板运动，使送粉腔突出的粉末平铺在成形腔的基板上；

所述增材制造设备的激光器为两个，分别用于激光选区熔化和激光冲击强化；

在所述增材制造设备上加装一个激光器2和分光镜；在激光器1的输出光路上设置分光镜，分光镜上方设置激光器2；激光冲击强化时激光器1输出的激光通过分光镜透射、通过振镜垂直反射至成型腔；激光增材制造时激光器2输出的激光依次经分光镜、振镜反射至成型腔；

4)激光选区熔化阶段：计算机根据零件的切片信息控制激光束的二维扫描轨迹，使熔融粉末材料形成零件的一个层面；

5)激光冲击强化阶段：重复步骤3)-步骤4)，在完成若干层之后，动力装置通过导轨滑块机构推动约束层和牺牲层，使其覆盖到在成形腔上面，进行表面激光冲击强化，之后通过动力装置撤去约束层和牺牲层；

6)返回步骤3)，直至零件加工完成；

所述约束层和牺牲层上下贴合，通过动力装置控制导轨滑块机构带动其水平方向运动。

2.根据权利要求1所述的激光冲击强化辅助的激光增材制造复合加工方法，其特征在于所述切片信息包括厚度、切片方向和二维扫描轨迹。

3.根据权利要求1所述的激光冲击强化辅助的激光增材制造复合加工方法，其特征在于激光选区熔化的工艺参数包括激光功率100-500w、光斑直径20-200μm、扫描速度50-200mm/s；激光冲击强化的工艺参数包括脉冲频率1-10Hz、脉冲宽度5-20ns、单脉冲能量1-30J，光斑直径0.1-3mm。

4.根据权利要求1所述的激光冲击强化辅助的激光增材制造复合加工方法，其特征在于所述约束层为玻璃或石英。

5.根据权利要求1所述的激光冲击强化辅助的激光增材制造复合加工方法，其特征在于所述牺牲层为黑胶带或铝箔。