[發明專利]一種雙光束增材制造方法及設備

在審

• 申請號: 201810471192.2
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108405860A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 郭學佳;黃聲野;王越
• 申請（專利權）人: 中國兵器裝備研究院
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 中國船舶專利中心 11026
• 代理人: 張東雁

1.一種雙光束增材制造方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟一，讓兩束激光同時作用在加工平面上進行作業，其中，第一束激光在加工平面形成較小光斑，第一束激光的較小光斑將加工平面處的粉末燒結熔化；第二束激光在加工平面上形成較大光斑，第二束激光只對加工平面處的粉末加熱，第二束激光的較大光斑的溫度低于粉末燒結熔化溫度，不使粉末燒結熔化；

步驟二，工作時，第一束激光和第二束激光同時工作，其中，第二束激光形成的較大光斑覆蓋在第一束激光形成的較小光斑上，使第一束激光的較小光斑在第二束激光的較大光斑的內部；

步驟三，當第一束激光的較小光斑移動時，第二束激光的較大光斑復蓋較小光斑并隨小光斑移動，并使第二束激光的較大光斑始終復蓋在第一束激光的較小光斑上，使第一束激光的較小光斑始終在第二束激光的較大光斑的內部。

2.根據權利要求1所述的一種雙光束增材制造方法，其特征在于，所述的第一束激光和第二束激光是經過同一個振鏡使第一束激光和第二束激光的光軸重疊，工作時，使第一束激光和第二束激光同時移動。

3.根據權利要求1所述的一種雙光束增材制造方法，其特征在于，所述的第一束激光和第二束激光是方向不同的兩束激光，工作時，第一束激光和第二束激光同時射向工作面，并使其光斑在加工平面上重合在一起，其中第一束激光的較小光斑在第二束激光的較大光斑內部。

4.根據權利要求1或2或3所述的一種雙光束增材制造方法，其特征在于，工作時，所述的第一束激光的波長大于、等于或小于第二束激光的波長相同。

5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種雙光束增材制造方法，其特征在于，工作時，所述的第一束激光的光斑在第二束激光的光斑內的中心位置。

6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的一種雙光束增材制造方法，其特征在于，工作時，所述的第二束激光的光斑直徑是第一束激光的光斑直徑的1.5～50倍。

7.根據權利要求1或2或3或4或5所述的一種雙光束增材制造方法，其特征在于，工作時，所述的第二束激光的光斑直徑是第一束激光的光斑直徑的5～20倍。

8.一種雙光束增材制造設備，包括第一臺激光器(101)，其特征在于，還包括第二臺激光器(201)；其中，第一臺激光器(101)的光路經過第一擴束準直鏡(102后，進入第一動態聚焦裝置(103)，形成匯聚光，匯聚光透過雙色鏡(301)，再經振鏡(401)反射，在加工平面(501)上形成微小光斑，第二臺激光器(201)的光路與第一臺激光器(101)的光路成90度角，第二臺激光器(201)的光路經過第二擴束準直鏡(202)后，進入第二動態聚焦裝置(203，形成匯聚光，匯聚光經雙色鏡(301)反射后，與第一臺激光器(101)的匯聚光共軸，再經振鏡(401)反射，在加工平面(501)上形成較大光斑；第一臺激光器(101)在加工平面(501)上形成的微小光斑在第二臺激光器(201)的較大光斑內部。

9.根據權利要求8所述的一種雙光束增材制造設備，其特征在于，所述的第一臺激光器(101)、第一擴束準直鏡(102)、第一動態聚焦系統(103)、第二臺激光器(201)、第二擴束準直鏡(202)、第二動態聚焦裝置(203)和振鏡(401)相對位置固定不變，并能夠同時在水平面移動，使第一臺激光器(101)的微小光斑和第二臺激光器(201)的較大光斑同時在加工平面(501)上移動。

10.根據權利要求8所述的一種雙光束增材制造設備，其特征在于，所述的加工平面(501)能夠在水平面移動，使第一臺激光器(101)的微小光斑和第二臺激光器(201)的較大光斑在加工平面(501)上形成軌跡。