[發明專利]一種SLM成型TC4合金的激光拋光裝置和方法

在審

• 申請號: 201810191317.6
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108326432A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 陳濤;周宇羚
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種SLM成型TC4合金的激光拋光裝置，包括激光光源(1)、電腦控制裝置(2)、光纖(3)、激光加工頭(4)、氣體保護噴嘴(5)、氣體保護瓶(6)和工作平臺(7)；氣體保護噴嘴(5)和氣體保護瓶(6)連接，激光光源(1)通過光纖(3)與激光加工頭(4)連接，激光光源(1)和電腦控制裝置(2)連接，工作平臺(7)上放置待拋光的工件，激光加工頭(4)和氣體保護噴嘴(5)對準工作平臺(7)上待拋光的工件表面；激光加工頭(4)與電腦控制裝置(2)連接，工作平臺(7)固定不動，由電腦控制裝置(2)控制激光加工頭(4)相對工作平臺(7)進行運動。

2.按照權利要求1所述的一種SLM成型TC4合金的激光拋光裝置，其特征在于，所述激光光源為1080nm均勻分布單模連續光纖激光器。均勻分布的激光光束即平頂光束；

所述激光加工頭能調整與工件表面之間的距離即Z向距離和控制X-Y兩軸向運動，并且具有預跑和延時出光的功能；

所述氣體保護瓶和氣體保護噴嘴共同組成保護系統，氣體保護瓶設有氣閥能控制輸出氬氣流速；保護噴嘴的設計最大程度擴大保護范圍，保護拋光區域不受氧化；

所述電腦控制系統能同時控制激光加工頭的離焦量、掃描速度、掃描路徑、掃描遍數和掃描面積，控制激光光源的功率參數；

激光從光纖激光器產生并發出，通過光纖進行傳輸，最后在激光加工頭上實現輸出，并在工件表面進行拋光。

3.采用權利要求1或2所述的SLM成型TC4合金的激光拋光裝置進行拋光的方法，其特征在于，包括以下步驟：開啟保護氣體，利用電腦控制系統根據激光拋光最優參數在工件表面進行第一遍平行直線形貌的平面掃描，在工件表面掃描最終路徑相當于是一組平行線性組合形貌，此時最優參數為激光能量密度剛好熔化TC4材料表面時的激光參數；然后進行第二遍平行間隔直線形狀的平面掃描，第二遍平行間隔直線形狀的平面掃描方法與第一遍相同，且第一遍和第二遍兩道平行線直線形貌之間具有部分重疊，即掃描上述部分重疊的兩道直線平行形貌對應的激光間距是小于等于半個光斑距離；待激光加工頭掃描完第一遍后回到原始位置，假設一道光斑為水平方向，垂直水平方向移動小于等于半個光斑距離，保持第一遍掃描的參數不變，進行第二遍掃描；重復上述步驟進行多遍掃描加工，直到表面粗糙度得到明顯的改善，得到需要的光潔度。

4.按照權利要求3的方法，其特征在于，在電腦控制裝置控制下，掃描路徑可以是直線掃描路徑或蛇形掃描路徑。