[發明專利]一種模具熔積成形激光沖擊鍛打復合增材制造方法及其裝置

在審

• 申請號: 201710490855.0
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107520449A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 張永康;楊智帆;張崢;楊青天
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F7/08;B22F3/105;B22F3/24;C21D10/00;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種模具熔積成形激光沖擊鍛打復合增材制造方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)鑄造模具坯體；

2)熔積成形厚度計算；

測量得到的鑄造坯體的尺寸，根據所需的模具尺寸，計算得到兩者的差值，該差值作為需增加的熔覆層的厚度值；

3)通過熱源熔積金屬粉末形成熔覆層，同時通過溫度傳感器對熔覆層的熔積金屬區域的溫度進行采集，將采集到的數據發送到控制器，控制器控制激光發生器對處于易塑性形變溫度的熔積金屬區域進行同步沖擊鍛打；熔覆層逐層堆疊，直到熔覆層達到步驟2)中的厚度值，形成工件；

4)對工件進行表面處理；

其中，步驟3)的具體內容為：通過紅外熱成像儀對熔覆層的熔積金屬區域的溫度進行數據采集并發送到控制器；當熔覆層的熔積金屬區域的溫度冷卻至再結晶溫度時，激光發生器的脈沖激光對熔覆層進行沖擊鍛打；當熔覆層的熔積金屬區域的溫度過高/過低，則控制器輸出控制信號以降低/提高熱源的輸入功率，形成閉環控制；

控制器根據熔覆層的厚度確定脈沖激光的脈沖寬度，并且根據熔覆層的面積確定激光鍛打頻率和光斑值，控制器控制激光發生器對處于易塑性形變溫度的熔覆層的熔積金屬區域進行同步沖擊鍛打；然后控制器通過光束質量檢測裝置對激光進行數據采集，并且控制器輸出控制信號對激光的脈沖寬度、鍛打頻率和光斑值進行反饋調節。

2.根據權利要求1所述的一種電弧熔積激光沖擊鍛打增材制造裝置，其特征在于：所述步驟4)的具體內容：采用研磨或者拋光對工件表面進行處理。

3.根據權利要求1所述的一種電弧熔積激光沖擊鍛打增材制造裝置，其特征在于：所述熱源為連續激光、電弧、電子束或等離子束。

4.根據權利要求1所述的一種電弧熔積激光沖擊鍛打增材制造裝置，其特征在于：所述金屬粉末為單一金屬粉末或多金屬混合粉末。

5.一種模具熔積成形激光沖擊鍛打復合增材制造裝置，其特征在于：包括控制器、工作臺和設于工作臺上方的溫度傳感器、熱源噴嘴和激光發生器，所述熱源噴嘴和激光發生器正對于工作臺設置，控制器控制熱源噴嘴移動并熔積金屬，形成熔覆層；所述控制器通過溫度傳感器對熔覆層的熔積金屬區域的溫度進行檢測，所述控制器的輸出端與所述熱源噴嘴和激光發生器電連接。

6.根據權利要求5所述的一種電弧熔積激光沖擊鍛打增材制造裝置，其特征在于：所述溫度傳感器為紅外線傳感器。

7.根據權利要求5所述的一種電弧熔積激光沖擊鍛打增材制造裝置，其特征在于：所述控制器為單片機或PLC。