[發(fā)明專(zhuān)利]基于CCD的激光熔覆方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510454893.1
• 申請(qǐng)日: 2015-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104962908A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-10-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石世宏;陸斌;傅戈雁;方琴琴
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C23C24/10
• 分類(lèi)號(hào): C23C24/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 唐靈;常亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光熔覆技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于CCD的激光熔覆方法。

背景技術(shù)

激光熔覆直接成形技術(shù)是在激光熔覆基礎(chǔ)上，融合快速原型技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)制造技術(shù)。由于其成形零部件，特別是在成形薄壁零件上，具有研發(fā)周期短、生產(chǎn)成本較開(kāi)模制造低，且可以成形一些傳統(tǒng)方法難以成形的復(fù)雜零部件等優(yōu)勢(shì)。激光熔覆直接成形技術(shù)成為當(dāng)今快速成形研究的熱點(diǎn)，并且在航空航天、國(guó)防等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

目前，在激光熔覆堆積成形薄壁零件時(shí)，隨著堆積層數(shù)的增高，往往需要調(diào)整激光功率來(lái)保持穩(wěn)定的熔池以避免熔覆材料過(guò)燒造成的凝固形貌凹凸不平。

然而，在沒(méi)有溫度控制設(shè)備的情況下，試驗(yàn)人員往往需要停止激光加工來(lái)調(diào)整激光功率，或是在進(jìn)行多次基礎(chǔ)試驗(yàn)的情況下，預(yù)先設(shè)定激光功率的變化幅度。但是，這兩種方法都不能有效地使調(diào)整的激光功率來(lái)使得熔池保持原有的穩(wěn)定性，且會(huì)一定程度上影響零件成形質(zhì)量。

因此，針對(duì)上述問(wèn)題，有必要提出進(jìn)一步的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于CCD的激光熔覆方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種基于CCD的激光熔覆方法，其包括如下步驟：

S1.建立零件的三維模型，并對(duì)建立的三維模型進(jìn)行分層處理，獲取零件的輪廓層面信息；

S2.設(shè)定激光熔覆的參數(shù)下，逐層熔覆堆積零件；

S3.通過(guò)CCD監(jiān)控零件堆積過(guò)程中，每層的提升量的數(shù)值，選取穩(wěn)定性好的提升量數(shù)值，作為基準(zhǔn)提升量，記為h1；

S4.根據(jù)獲取的零件的輪廓層面信息，逐層熔覆堆積零件，同時(shí)，CCD計(jì)算每層的提升量，記為h2；

S5.每層熔覆過(guò)程中，對(duì)比h1和相應(yīng)h2之間的大小關(guān)系，根據(jù)對(duì)比結(jié)果，調(diào)節(jié)激光熔覆的功率，并進(jìn)行下一層的熔覆；

S6.當(dāng)零件的總高度大于等于設(shè)計(jì)高度時(shí)，熔覆結(jié)束。

作為本發(fā)明的基于CCD的激光熔覆方法的改進(jìn)，所述步驟S2中，所述激光熔覆的參數(shù)為：激光功率800w，掃描速度7mm/s，激光離焦量-3.5mm，送粉量8g/min。

作為本發(fā)明的基于CCD的激光熔覆方法的改進(jìn)，所述步驟S2中，逐層堆積的層數(shù)為20層。

作為本發(fā)明的基于CCD的激光熔覆方法的改進(jìn)，所述步驟S5具體包括：

S51.當(dāng)h1大于h2時(shí)，降低所述激光熔覆的功率，并進(jìn)行下一層的熔覆；

S52.當(dāng)h1等于h2時(shí)，保持所述激光熔覆的功率恒定，并進(jìn)行下一層的熔覆；

S53.當(dāng)h1小于h2時(shí)，提升所述激光熔覆的功率，并進(jìn)行下一層的熔覆。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的基于CCD的激光熔覆方法可隨零件各層堆積熔覆的進(jìn)行，自動(dòng)靈活調(diào)整激光熔覆功率的數(shù)值，使之與熔覆過(guò)程相匹配。從而，可獲得較為穩(wěn)定的熔池尺寸，進(jìn)而獲得高質(zhì)量的成形零件。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為激光熔覆功率與堆積層數(shù)之間的關(guān)系曲線(xiàn)，其中，上方的曲線(xiàn)表示功率調(diào)整曲線(xiàn)，下方的曲線(xiàn)為理想功率曲線(xiàn)；

圖2為本發(fā)明的基于CCD的激光熔覆方法的一具體實(shí)施方式的方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明為通過(guò)CCD實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整激光熔覆功率來(lái)獲得穩(wěn)定熔池、保證熔覆成形質(zhì)量的一種工藝方法。

如圖1所示，具體地，在熔覆堆積過(guò)程中，為保持熔池維持原來(lái)狀態(tài)的激光功率是實(shí)時(shí)變化的。隨著堆積的進(jìn)行，層數(shù)的提高，熔池所需激熔覆功率不斷降低。因此，如果不降低激光熔覆功率，必然會(huì)造成熔覆材料的過(guò)燒而影響成形質(zhì)量，因此，需要對(duì)成形過(guò)程中的激光熔覆功率進(jìn)行控制，來(lái)保證熔覆的順利進(jìn)行。