[发明专利]激光制造增材系统和方法

说明书

本申请公开了激光制造增材系统和方法。一种用于增材制造的激光组件，其包括沿第一方向对准的第一激光束和与第一方向对准定位的第一部分反射固定镜，该第一部分反射固定镜在第二方向上反射第一激光束的第一部分，并且第一激光束的指数减小的剩余第二部分在第一方向上通过第一部分反射固定镜。激光束组件还包括第一振荡镜，其与第一激光束的第一部分的第二方向对准定位，其中第一激光束的第一部分被第一振荡镜在第三方向上折射。

技术领域

本公开涉及组件的增材制造，更具体地涉及增材制造，其中增材制造是利用激光束来实现的。

背景技术

已经开发了增材制造工艺用于制造以其他方法难以生产的部件。增材制造在部件的生产中提供了许多优点，具有设计自由度，能够用各种材料制造这些部件。已经开发了不同的增材制造技术，例如选择性激光烧结，其熔化或烧结连续的粉末或树脂层以产生部件。其他增材制造工艺可采用液态树脂；可包括固体材料的熔融沉积；或用于片材的层压物体制造。

在采用诸如聚合物之类的粉末的选择性激光烧结或进行树脂的立体光刻的增材制造工艺中，由于激光束的行进距离在聚合物粉末或树脂床上的增加，随着激光束发散而出现困难。随着激光束的行进距离在粉末或树脂床上增加，所制造的所得部件在构建质量和容量方面具有限制。为了克服这些限制，可以添加附加的激光束源以应用于粉末或树脂床以减少激光束的行进，然而，添加附加的激光源可以呈现制造问题的质量，同时发生应用于粉末或树脂床的各种激光束之间的功率/能量(power)变化。

单激光束源引入了较慢的处理时间和较小的构建容量。部件的较低质量部分仍然可以发生在床中激光束行进更远距离并经历光束发散的位置。增加激光源的数量需要校准功率设置和位置，但是仍然可能发生由于光束发散而导致的部件的较低构建质量的发生。

需要提高生产能力并提高生产部件的质量。正在构建的部件的改进质量包括提供给予床的更一致的能量，同时减少使用来自不同源的不同激光束的功率变化的发生，并减少对功率设置的校准的需求。

发明内容

一个示例包括一种用于增材制造的激光组件，其包括沿第一方向对准的第一激光束和与第一方向对准定位的第一部分反射固定镜，该第一部分反射固定镜沿第二方向反射第一激光束的第一部分，并且第一激光束的指数减小的剩余第二部分沿第一方向通过第一部分反射固定镜。激光束组件还包括第一振荡镜，其与第一激光束的第一部分的第二方向对准定位，其中第一激光束的第一部分被第一振荡镜在第三方向上折射。

一个示例包括一种用于增材制造的激光系统，其包括沿第一方向对准的第一激光束和沿与第一方向间隔开的第六方向对准的第二激光束。第一部分反射固定镜与第一方向对准定位，其沿第二方向反射第一激光束的第一部分，第一激光束的指数减小的剩余第二部分在第一方向上通过第一部分反射固定镜。第一振荡镜，其与第一激光束的第一部分的第二方向对准定位，其中第一激光束的第一部分沿第三方向被第一振荡镜折射。还包括第三部分反射固定镜，其与第六方向对准定位并且沿第七方向反射第二激光束的第一部分，并且第二激光束的指数减小的剩余第二部分沿第六方向通过第三部分反射固定镜。第三振荡镜，其与第二激光束的第一部分的第七方向对准定位，其中第二激光束的第一部分在第八方向上被第三振荡镜折射。

一个示例包括一种操作用于增材制造的激光组件的方法，该方法包括在第一方向上发射第一激光束的步骤，其中第一部分反射固定镜与第一方向对准。该方法还包括以下步骤：沿第二方向反射第一激光束的第一部分，其中第一振荡镜沿第二方向对准，并且将第一激光束的第一部分沿第三方向用第一振荡镜折射到材料床。该方法还包括使第一激光束的指数减小的剩余第二部分沿第一方向通过第一部分反射固定镜的步骤。

已经讨论的特征，功能和优点可以在各种实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中组合，其进一步的细节可以参考以下描述和附图看出。

附图说明

图1是用于增材制造的第一激光束组件的侧视示意图，其中第一激光束沿第一方向延伸，第一部分反射固定反射镜与第一方向对准，反射第一激光束的第一部分；