[發明專利]一種多功能的激光選區熔化成形設備

在審

• 申請號: 201910695246.8
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110315078A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 王澤敏;黃文普;孟梁;曾曉雁
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;C21D10/00;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;曹葆青

1.一種多功能的激光選區熔化成形設備，其特征在于：

所述成形設備包括控制系統(8)、成型腔體(2)及光路系統(1)，所述光路系統(1)設置在所述成型腔體(2)上，其連接于所述控制系統(8)；所述光路系統(1)有成形光路和激光沖擊強化光路，其包括光纖激光器(13)、掃描振鏡(25)及短脈沖激光器(19)，所述光纖激光器(13)為所述成形光路的組成元件之一，所述掃描振鏡(25)為所述成形光路及所述激光沖擊強化光路的共用元件，所述短脈沖激光器(19)為所述激光沖擊強化光路的組成元件之一；

所述光纖激光器(13)及所述短脈沖激光器(19)分別連接于所述控制系統(8)，所述控制系統(8)用于控制所述光纖激光器(13)及所述短脈沖激光器(19)交替工作，所述光纖激光器(13)用于發射激光束，所述激光束經所述成形光路進入所述成型腔體(2)內以進行激光選區熔化成形；所述短脈沖激光器(19)用于發射短脈沖激光，所述短脈沖激光經所述激光沖擊強化光路進入所述成型腔體(2)內以對成形截面進行激光沖擊強化。

2.如權利要求1所述的多功能的激光選區熔化成形設備，其特征在于：所述光路系統(1)還包括第一擴束鏡(14)、第一動態聚焦模塊(15)、第二動態聚焦模塊(21)及第二擴束鏡(20)，所述光纖激光器(13)、所述第一擴束鏡(14)、所述第一動態聚焦模塊(15)及所述掃描振鏡(25)自上而下沿豎直方向設置，以形成所述成形光路；所述短脈沖激光器(19)、所述第二擴束鏡(20)、所述第二動態聚焦模塊(21)及所述掃描振鏡(25)沿水平方向間隔設置，以形成激光沖擊強化光路。

3.如權利要求2所述的多功能的激光選區熔化成形設備，其特征在于：所述第一動態聚焦模塊(15)包括第一動態聚焦透鏡(16)、第一正透鏡(17)及第二正透鏡(18)，所述第一正透鏡(17)位于所述第一動態聚焦透鏡(16)及所述第二正透鏡(18)之間，所述第一動態聚焦透鏡(16)鄰近所述光纖激光器(13)設置。

4.如權利要求3所述的多功能的激光選區熔化成形設備，其特征在于：所述第一動態聚焦透鏡(16)通過沿所述成形光路移動來改變其與所述第一正透鏡(17)之間的相對位置；所述第一正透鏡(17)及所述第二正透鏡(18)構成光學杠桿，以用于放大所述第一動態聚焦透鏡(16)的位移所引起的焦點移動量。

5.如權利要求2所述的多功能的激光選區熔化成形設備，其特征在于：所述第二動態聚焦模塊(21)包括第二動態聚焦透鏡(22)、第三正透鏡(23)及第四正透鏡(24)，所述第三正透鏡(23)位于所述第二動態聚焦透鏡(22)與所述第四正透鏡(24)之間；所述第四正透鏡(24)鄰近所述掃描振鏡(25)設置。

6.如權利要求1-5任一項所述的多功能的激光選區熔化成形設備，其特征在于：所述成形設備還包括分別設置于所述成型腔體(2)內的固態約束層施加裝置(6)及成形缸(7)；所述成型腔體(2)內設置有工作臺面，所述工作臺面將所述成型腔體(2)分割成上下兩層，所述固態約束層施加裝置(6)設置于上層，所述成形缸(7)位于下層，且所述光路系統(1)、所述固態約束層施加裝置(6)及所述成形缸(7)沿同一豎直方向設置。

7.如權利要求6所述的多功能的激光選區熔化成形設備，其特征在于：所述固態約束層施加裝置(6)包括升降機構(12)、旋轉機構(11)、夾持機構(10)及固態約束層(9)，所述升降機構(12)設置在所述工作臺面上，所述旋轉機構(11)連接于所述升降機構(12)遠離所述工作臺面的一端；所述夾持機構(10)連接于所述旋轉機構(11)遠離所述升降機構(12)的一端；所述固態約束層(9)夾持于所述夾持機構(10)遠離所述旋轉機構(11)的一端。