[发明专利]提高增材构件沉积层间结合强度的增材制造装置和方法

摘要

本发明涉及激光增材制造技术领域，特指一种提高增材构件沉积层间结合强度的增材制造装置和方法，包括激光增材制造模块，激光微织构毛化加工模块，移动平台，加热底板和控制计算机。本发明通过激光增材模块和激光微织构毛化加工模块交替工作，实现在激光增材加工过程中，对已沉积层表面进行激光微织构毛化处理，构造出沉积层表面凹凸间隔分布、润湿性良好的织构形貌，以此来提高后续沉积层与前置沉积层之间的结合强度，并且能够消除增材构件内部残余应力，提高激光增材构件的力学性能，延长其服役寿命。

主权项

1.一种提高增材构件沉积层间结合强度的激光增材制造方法，其特征在于，包含以下步骤：S1 对基材进行预处理，打磨清洗烘干之后，放置在移动平台（10）的指定位置，将增材粉末球磨烘干处理后，放入送粉器（1）中，打开加热底板（11）对基材进行预热；S2 在控制计算机中建立增材构件的三维模型，并对其进行切片处理，获得构件的剖面轮廓信息，编制连续激光器激光头（5）和飞秒激光器激光头（6）的扫描路径程序；编制连续激光器激光头（5）和飞秒激光器激光头（6）的扫描路径程序时，要求连续激光器激光头（5）和飞秒激光器激光头（6）进行加工时有时间差，确保已沉积层的表面经过微织构毛化处理后，再进行后续层的沉积加工，并且最后一层沉积层不需要进行毛化处理;S3 根据程序指令，机械手臂（8）将飞秒激光器激光头（6）送至起始点，对基材表面进行微织构毛化处理；飞秒激光器的参数为：中心波长为1030 nm，最大输出功率80 W，最大脉冲输出能量160 μJ, 最大脉宽为300 fs ；S4 打开连续激光器激光头(5)，根据程序指令，进行单层沉积加工；飞秒激光器激光头（6）对所制备沉积层表面进行微织构毛化处理；单层沉积加工结束后，连续激光器激光头（5）对已毛化区域继续逐层沉积加工，沉积加工和毛化处理依次循环交替运行；激光逐层沉积过程中，连续激光发生器的激光功率为800-1600 W，光斑直径为2-5 mm，扫描速度为600-1500mm/s，搭接率为20-60 %。/n