[发明专利]一种可调节光斑能量分布的激光直接沉积成形系统及方法

摘要

一种可调节光斑能量分布的激光直接沉积成形系统及方法，系统包括光纤激光器、光斑整形机构、同轴送粉机构、加工送粉头、工作台及水冷机；光纤激光器接入光斑整形机构，同轴送粉机构安装在光斑整形机构上部，加工送粉头安装在光斑整形机构下部，工作台位于加工送粉头下方，工作台、加工送粉头及光斑整形机构均通过水冷机提供循环冷却水。方法步骤为绘制三维模型，对模型文件进行切片，生成沉积路径，调整光斑整形机构中各个镜组，接通光纤激光器和水冷机，通惰性保护气并送粉，开始沉积成形过程，每完成一层沉积后，判断成形件是否成形完成，若为否，更改光斑能量密度分布后重复沉积过程，若为是，停止惰性保护气通入及送粉，沉积成形工作结束。

主权项

一种可调节光斑能量分布的激光直接沉积成形系统，其特征在于：包括光纤激光器、光斑整形机构、同轴送粉机构、加工送粉头、工作台及水冷机；所述光纤激光器的光纤激光头接入光斑整形机构，所述同轴送粉机构安装在光斑整形机构上部，所述加工送粉头安装在光斑整形机构下部，所述工作台位于加工送粉头下方，工作台、加工送粉头及光斑整形机构均通过水冷机提供循环冷却水；所述光斑整形机构包括扩束镜组、光束整形镜组及光斑能量调节镜组，所述扩束镜组包括第一凹透镜及第一凸透镜，所述光束整形镜组包括第一圆锥透镜及第二圆锥透镜，所述光斑能量调节镜组包括第二凸透镜及第三凸透镜；所述第一凹透镜、第一凸透镜、第一圆锥透镜、第二圆锥透镜、第二凸透镜及第三凸透镜由上至下依次分布，光纤激光头发射出的激光束由第一凹透镜射入，由第三凸透镜射出，并以光斑的形式作用在成形基体的表面；所述第一凹透镜与第一凸透镜同心设置，第一凹透镜与第一凸透镜的轴向间距可调；所述第一圆锥透镜与第二圆锥透镜的锥顶角相同，第一圆锥透镜与第二圆锥透镜的锥顶相对且同心设置，第一圆锥透镜与第二圆锥透镜的轴向间距可调；所述第二凸透镜与第三凸透镜结构相同，第二凸透镜及第三凸透镜的水平位置可调；所述光斑整形机构的外壳采用双层结构，其双层结构外壳通过水冷机提供循环冷却水。