[發明專利]一種高精度三維快速制造的復合激光加工方法及加工系統

有效

• 申請號: 201310296549.5
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103358017A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 趙華龍;朱文宇;楊小君;趙衛
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/06
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

1.一種高精度三維快速制造的復合激光加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將需要加工零件的物理形狀轉化為三維數字立體模型，將此模型在Z軸離散，形成一系列薄片；

（2）將三維制造用原料放置在工裝上；

（3）根據離散后的薄片模型，采用短脈沖或連續激光對原料進行粗加工，然后采用超短脈沖激光進行精加工。

2.根據權利要求1所述高精度三維快速制造的復合激光加工方法，其特征在于：步驟(3)具體是：

（3.1）采用短脈沖或連續激光進行第一層薄片的粗加工；

（3.2）然后，采用超短脈沖激光對粗加工后的該層薄片進行精加工；

（3.3）按照步驟(3.1)、(3.2)，完成第二層薄片的粗加工、精加工；以此方式，以精加工后的前一層薄片為基礎，依次完成各層薄片的粗加工、精加工；

（3.4）最終完成最后一層薄片的粗加工、精加工，即得三維成品。

3.根據權利要求1所述高精度三維快速制造的復合激光加工方法，其特征在于：所述步驟(3)具體是：

（3.1）采用短脈沖或連續激光進行第一層薄片的粗加工；

（3.2）以粗加工后的前一層薄片，依次進行各層薄片的粗加工，直至完成最后一層薄片的粗加工，形成多層薄片疊成的三維形狀的初級產品；

（3.3）采用超短脈沖激光對三維形狀的初級產品進行精加工，最終得到三維成品。

4.根據權利要求2或3所述高精度三維快速制造的復合激光加工方法，其特征在于：所述粗加工是采用立體光刻、紙疊層、選擇性激光燒結或選擇性激光熔化的方法；所述精加工是采用拋光或熔覆工藝進行表面處理。

5.根據權利要求1至3任一所述高精度三維快速制造的復合激光加工方法，其特征在于：所述短脈沖或連續激光和所述超短脈沖激光沿同一光路或不同光路進行傳輸。

6.根據權利要求1至3任一所述高精度三維快速制造的復合激光加工方法，其特征在于：所述短脈沖或連續激光和所述超短脈沖激光由同一脈寬可調激光器發出。

7.一種用以實現權利要求1所述高精度三維快速制造的復合激光加工方法的激光加工系統，其特征在于：包括超短脈沖激光器（1）、短脈沖激光器或連續激光器（2）、反射鏡（3）、四分之一玻片（4）、擴束器（5）、聚焦鏡（6）以及工作臺；對于短脈沖激光器或連續激光器（2），其出射的光束是經反射鏡（3）折射后，依次經過四分之一玻片（4）、擴束器（5）、聚焦鏡（6）作用于工作臺；對于超短脈沖激光器（1），其出射的光束是經反射鏡（3）反射后，依次經過四分之一玻片（4）、擴束器（5）、聚焦鏡（6）作用于工作臺；所述光束經反射鏡（3）折射、反射后的出射點為同一點。

8.根據權利要求7所述的加工系統，其特征在于：所述反射鏡（3）相對于超短脈沖激光器（1）的出射光束成45度角設置。