[實用新型]基于四激光雙工位的激光選區(qū)熔化SLM設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320812374.4
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN203635915U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 楊永強;宋長輝;王迪;葉梓恒
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F5/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種激光選區(qū)熔化SLM設備，尤其是一種基于四激光雙工位的激光選區(qū)熔化SLM設備，屬于激光選區(qū)熔化技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

激光選區(qū)熔化SLM(Selective?Laser?Melting)設備集成了激光、精密傳動、新材料、CAD/CAM等技術(shù)，通過30～80微米的精細激光聚焦光斑，逐線搭接掃描新鋪粉層上選定區(qū)域，形成面輪廓后，層與層堆積成型制造，從而直接獲得幾乎任意形狀、具有完全冶金結(jié)合的金屬功能零件，致密度可達到近乎100％；SLM設備將復雜三維幾何體簡化為二維平面制造，制造成本不取決于零件的復雜性，而是取決于零件的體積和成型方向。?

SLM設備作為直接制造金屬功能零件的重要方式，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：?

1)采用分層制造技術(shù)，成型件不受幾何復雜度的影響，對任意復雜成型金屬零件可直接制造，對于個性化小批量復雜產(chǎn)品制造方便；?

2)使用高功率密度的光纖激光器，光束模式好，激光光斑小，成型精度較高；?

3)直接制成終端金屬產(chǎn)品，由于激光能量密度較高，對熔點高難加工金屬材料可直接加工成為終端金屬產(chǎn)品；?

4)成型金屬零件是具有冶金結(jié)合的實體，其相對密度幾乎達到100％，性能超過傳統(tǒng)鑄造件。?

但目前市面上的激光選區(qū)熔化SLM設備成型面積受限于光學系統(tǒng)，單振鏡最大成型區(qū)域280×280×350mm，不適用于大尺寸成型件。同時高功率大光斑掃描可提高效率，小光斑可以保證成型精度，現(xiàn)有的SLM設備很難保證高效率高精度同步進行，因此精度、效率、成型尺寸一直約束了SLM設備的應用與發(fā)展(尤其是在大尺寸零件成型時)。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可以實現(xiàn)雙工位掃描，保證了大尺寸成型零件的高效率、高精度加工的基于四激光雙工位的激光選區(qū)熔化SLM設備。?

本實用新型的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達到：?

基于四激光雙工位的激光選區(qū)熔化SLM設備，包括光學系統(tǒng)、中央工控機以及密封成型室，所述光學系統(tǒng)與中央工控機相連，其特征在于：還包括可實現(xiàn)雙工位定位的移動面板，所述密封成型室與光學系統(tǒng)相隔離且位于移動面板下方；所述光學系統(tǒng)包括兩組光纖激光器以及與每組光纖激光器對應的光閥轉(zhuǎn)向單元、可變式擴束準直鏡單元和掃描振鏡單元，所述每組光纖激光器包括兩臺光纖激光器，所述每個光閥轉(zhuǎn)向單元用于切換兩臺光纖激光器的輸入，所述兩個光閥轉(zhuǎn)向單元、兩個可變式擴束準直鏡單元和兩個掃描振鏡單元均設置在移動面板上，所述密封成型室在其中一個掃描振鏡單元的雙工位定位位置下方分別設有一個光學透鏡，在另一個掃描振鏡單元的雙工位定位位置下方也分別設有一個光學透鏡。?

作為一種優(yōu)選方案，所述兩組光纖激光器分別為第一組光纖激光器和第二組光纖激光器，所述第一組光纖激光器包括第一低功率光纖激光器和第一高功率光纖激光器，所述第二組光纖激光器包括第二低功率光纖激光器和第二高功率光纖激光器，所述第一低功率光纖激光器和第二低功率光纖激光器用于成型金屬零件邊界掃描，所述第一高功率光纖激光器和第二高功率光纖激光器用于成型金屬零件內(nèi)部填充掃描；所述兩個光閥轉(zhuǎn)向單元分別為第一光閥轉(zhuǎn)向單元和第二光閥轉(zhuǎn)向單元，所述第一光閥轉(zhuǎn)向單元用于切換第一低功率光纖激光器與第一高功率光纖激光器的輸入，所述第二光閥轉(zhuǎn)向單元用于切換第二低功率光纖激光器與第二高功率光纖激光器的輸入。?

作為一種優(yōu)選方案，所述SLM設備還包括相互平行的第一滑動導軌和第二滑動導軌，所述移動面板分別與第一滑動導軌和第二滑動導軌連接，所述移動面板與第一滑動導軌連接的部分向右延伸，與第二滑動導軌連接的部分向左延伸；所述兩個可變式擴束準直鏡單元分別為第一可變式擴束準直鏡單元和第二可變式擴束準直鏡單元，所述兩個掃描振鏡單元分別為第一掃描振鏡單元和第二掃描振鏡單元，所述第一光閥轉(zhuǎn)向單元、第一可變式擴束準直鏡單元和第一掃描振鏡單元依次相連，所述第二光閥轉(zhuǎn)向單元、第二可變式擴束準直鏡單元和第二掃描振鏡單元依次相連；所述第一可變式擴束準直鏡單元和第一光閥轉(zhuǎn)向單元從左至右依次設置在移動面板向右延伸的部分，所述第二可變式擴束準直鏡單元和第二光閥轉(zhuǎn)向單元從右至左依次設置在移動面板向左延伸的部分，所述第一掃描振鏡單元和第二掃描振鏡單元對稱設置在移動面板的中心，所述密封成型室在第一掃描振鏡單元的雙工位定位位置下方分別設有第一光學透鏡和第二光學透鏡，在第二掃描振鏡單元的雙工位定位位置下方分別設有第三光學透鏡和第四光學透鏡。?