[發明專利]一種有級變光斑激光熔覆頭及零件制造方法

有效

• 申請號: 201811318409.2
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109175372B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 李滌塵;黃勝;張連重;張曉宇;崔濱
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種有級變光斑激光熔覆頭，包括粉末噴頭(1)，其特征在于：粉末噴頭(1)下方螺紋連接冷卻水套筒(13)，粉末噴頭(1)上方安裝激光頭支架(2)，激光頭支架(2)上安裝2個以上的大光斑激光輸出頭(3)與小光斑激光輸出頭(7)，每一個大光斑激光輸出頭(3)中部安裝大光斑透鏡(5)，下部安裝大光斑保護鏡(6)；每一個小光斑激光輸出頭(7)中部安裝小光斑透鏡(9)，下部安裝小光斑保護鏡(10)；通過開啟與小光斑激光輸出頭(7)連接的激光器的激光輸出，輸出小光斑激光束(8)，成形零件的高精度小光斑輪廓熔覆道及零件精細結構，通過開啟與大光斑激光輸出頭(3)連接的激光器的激光輸出，輸出大光斑激光束(4)，成形零件尺寸較大部分中大光斑填充熔覆道；

所述的大光斑激光輸出頭(3)、小光斑激光輸出頭(7)輸出的激光光斑尺寸均不相同，或輸出的激光光斑中一個為小尺寸光斑，其余為等尺寸大光斑，每個大光斑激光輸出頭(3)或小光斑激光輸出頭(7)連接一個激光器；

所述的粉末輸出孔(12)采用錐環式或針管式，當采用針管式時，粉末輸出孔(12)數量與大光斑激光輸出頭(3)和小光斑激光輸出頭(7)的數量一致；

所述的有級變光斑熔覆頭輸出的大小光斑激光束中心與粉末流匯聚中心重合。

2.根據權利要求1所述的一種有級變光斑激光熔覆頭，其特征在于：所述的粉末噴頭(1)上部設有保護氣孔(11)，下部設置粉末輸出孔(12)。

3.根據權利要求1一種有級變光斑激光熔覆頭的零件制造方法，其特征在于,包括以下步驟：

1)開啟與小光斑激光輸出頭(7)連接的激光器的激光輸出，激光束經小光斑透鏡(9)與小光斑保護鏡(10)，輸出小光斑激光束(8)，同時開啟送粉器，向粉末噴頭(1)的粉末輸出孔(12)輸送粉末流(15)，有級變光斑激光熔覆頭按照輪廓軌跡在基板(21)上成形一層高精度的小光斑輪廓熔覆道(22)，關閉與小光斑激光輸出頭(7)連接的激光器的激光輸出；

2)有級變光斑激光熔覆頭提升一層層厚高度，開啟與小光斑激光輸出頭(7)連接的激光器的激光輸出，輸出小光斑激光束(8)，有級變光斑激光熔覆頭按照輪廓軌跡在基板(21)上成形一層高精度的小光斑輪廓熔覆道(22)，關閉與小光斑激光輸出頭(7)連接的激光器的激光輸出；

3)重復步驟2)，直至形成的多層高精度的小光斑輪廓熔覆道(22)的高度接近大光斑填充熔覆道(23)的高度，則高精度的小光斑輪廓熔覆道(22)成形結束；

4)有級變光斑激光熔覆頭下降多層高精度的小光斑輪廓熔覆道(22)的高度；

5)開啟與大光斑激光輸出頭(3)連接的激光器的激光輸出，激光束經大光斑透鏡(5)與大光斑保護鏡(6)，輸出大光斑激光束(4)；

6)有級變光斑激光熔覆頭按照填充軌跡在基板(21)上成形高效率的大光斑填充熔覆道(23)；

7)待高效率的大光斑填充熔覆道(23)成形結束，關閉與大光斑激光輸出頭(3)連接的激光器激光輸出；

8)有級變光斑激光熔覆頭提升一層層厚高度；

重復步驟1)-8)，直到成形所需零件。

4.根據權利要求3一種有級變光斑激光熔覆頭的零件制造方法，其特征在于：所述的步驟5)中能夠同時開啟與大光斑激光輸出頭(3)連接的激光器的激光輸出和與小光斑激光輸出頭(7)連接的激光器的激光輸出，分別輸出大光斑激光束(4)和小光斑激光束(8)。