[发明专利]用于激光增材制造系统的宽带激光熔覆头

权利要求书

1.一种用于激光增材制造系统的宽带激光熔覆头，其特征在于，包括：

QBH接口，用于与激光器光纤连接，接收激光光束的射入；

准直镜模块，用于准直经由QBH接口射入的激光光束；

匀化镜模块，所述匀化镜模块包括多个柱面镜单元，组成阵列镜组，用于将准直后的激光光束分为多束聚焦的激光光束；

聚焦镜模块，所述聚焦镜模块包括至少一个聚焦透镜，对多束聚焦的激光光束进行聚焦形成矩形光斑；以及

保护镜模块，设置在聚焦镜模块下方，用于对激光增材制造过程中形成对聚焦镜模块、匀化镜模块和/或准直镜模块的防护。

2.根据权利要求1所述的用于激光增材制造系统的宽带激光熔覆头，其特征在于，所述保护镜模块包括第一保护镜和第二保护镜，所述保护镜均为平面透镜。

3.根据权利要求1所述的用于激光增材制造系统的宽带激光熔覆头，其特征在于，所述第一保护镜和第二保护镜均采用抽屉式设计，即可抽拉式设计，以利于更换第一保护镜或者第二保护镜的镜片。

4.根据权利要求1所述的用于激光增材制造系统的宽带激光熔覆头，其特征在于，所述准直镜模块、匀化镜模块、聚焦镜模块共光轴，并且均处于熔覆头的竖直轴线上。

5.根据权利要求1所述的用于激光增材制造系统的宽带激光熔覆头，其特征在于，所述匀化镜模块的后焦面与聚焦镜模块的前焦面重合。

6.根据权利要求1所述的用于激光增材制造系统的宽带激光熔覆头，其特征在于，经由QBH接口射入的激光光束经过准直后，通过匀化镜模块将准直的激光光束分割为多束子光束，每一束子光束通过聚焦镜模块会聚后，叠加在匀化平面，即聚焦镜模块焦面的同一区域内，则由此获得的Y方向矩形光斑长度S'为：

在匀化平面上，X轴方向矩形光斑宽度d'为：

其中，f'表示柱面镜模块的焦距；F_F'表示聚焦镜模组的焦距；P'表示Y方向单个柱面镜单元的宽度，即Y方向单束子光束的宽度；F_C'表示准直镜模块的准直焦距；d_f'表示入射激光光纤的芯径。

7.根据权利要求1所述的用于激光增材制造系统的宽带激光熔覆头，其特征在于，所述矩形光斑的功率密度呈内高外低的趋势分布。

8.根据权利要求1所述的用于激光增材制造系统的宽带激光熔覆头，其特征在于，所述准直镜模块包括第一准直镜、第二准直镜和第三准直镜，均为凹凸透镜，其中第一准直镜和第三准直镜为凸透镜，第二准直镜为凹透镜。

9.根据权利要求1所述的用于激光增材制造系统的宽带激光熔覆头，其特征在于，所述匀化镜模块的多个柱面镜单元通过无间隙横向阵列组成阵列镜组。