[發明專利]一種用于激光增材構件內壁的增材-拋光一體化加工方法

在審

• 申請號: 201711462798.1
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108274123A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 管迎春;聶世琳
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B23K26/342
• 分類號: B23K26/342;B23K26/352;B33Y10/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種用于激光增材構件內壁的增材-拋光一體化加工方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

步驟(1)：確定增材制造過程激光加工頭運動的三維建模模型：

步驟(2)：將激光器的激光參數調至增材加工所需參數，調整送粉設備的送粉速率，啟動送粉設備和激光器，進行增材制造加工，運行至預設的斷點，暫停；

步驟(3)：將激光器的激光參數調至激光拋光加工所需參數，調整增材零件的位置及角度，僅啟動激光器，沿斷點處用步驟(1)中預設的掃描路徑對增材加工后的區域進行激光拋光加工；

步驟(4)：重復上述步驟(2)和步驟(3)，直至完成整個零件的增材加工及預設的表面拋光；

步驟(5)：取出增材制造的零件，完成后續的清潔處理；

所述三維建模模型是激光同軸送粉熔融沉積加工的激光加工頭運動成型模型，并且在需要激光拋光加工的增材零件內表面按高度設置分段插入斷點，并在各段斷點之間插入激光拋光的掃描路徑，最終用于增材-拋光一體化加工的三維建模模型。

2.根據權利要求1所述一種用于激光增材構件內壁的增材-拋光一體化加工方法，其特征在于：增材制造的零件材料是鋼鐵材料或有色金屬及其合金。

3.根據權利要求1所述一種用于激光增材構件內壁的增材-拋光一體化加工方法，其特征在于：增材制造的零件材料是鑄鐵、鋼、鋁基、鈦基、銅基、鈷基及鎳基合金。

4.根據權利要求1所述一種用于激光增材構件內壁的增材-拋光一體化加工方法，其特征在于：步驟(1)中的分段高度取決于步驟(3)中單次調整增材零件位置及角度所能實現的拋光加工區域大小，高度設置范圍為1～10mm。

5.根據權利要求1所述一種用于激光增材構件內壁的增材-拋光一體化加工方法，其特征在于：步驟(2)中的激光參數設定為連續波激光器或脈沖激光器，激光波長為193nm～1070nm，激光功率為50W～3kW；對于脈沖激光器，脈寬為20ns～10ms，頻率為10-10k Hz，對于激光加工頭，送粉速率0.3～20g/min；掃描速度為1～20mm/s。

6.根據權利要求1所述一種用于激光增材構件內壁的增材-拋光一體化加工方法，其特征在于：步驟(3)中的激光參數設定為連續波激光器或脈沖激光器，激光波長為193nm～1070nm，激光功率為30～200W；對于脈沖激光器，脈寬為20ns～10ms，頻率為10-10kHz，掃描速度為50～200mm/s。

7.根據權利要求1所述一種用于激光增材構件內壁的增材-拋光一體化加工方法，其特征在于：步驟(3)中調整增材零件的位置和角度取決于增材零件的幾何參數以及激光加工頭的外徑、焦距；增材零件既不與激光加工頭發生碰撞，也不遮擋激光對增材零件待拋光區域的拋光加工；將增材零件的位置調整至待拋光區域在激光加工頭正下方，待拋光加工面與入射激光的夾角范圍為50°～85°。