[發(fā)明專利]一種3D打印金屬表面飛秒激光清掃方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011210371.4
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112372142A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁春永;胡亞洲;劉寧;鄒顯睿;王洪水;楊泰
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23K26/352
• 分類號: B23K26/352;B23K26/354;B23K26/36;B08B7/00
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 陳娟

1.一種3D打印金屬表面飛秒激光清掃方法，其特征在于：采用飛秒脈沖激光對3D打印得到的具有復(fù)雜三維表面的金屬構(gòu)件進行表面清掃處理，包含如下步驟：

(1)將3D打印金屬構(gòu)件固定在數(shù)控三維平移臺的夾具上；

(2)利用視覺檢測系統(tǒng)對目標構(gòu)件進行三維模型重建，確定目標構(gòu)件表面的三維形貌及坐標參數(shù)，生成三維移動平臺運動軌跡的控制程序；

(3)激光拋光之前三維平移臺通過點動控制，經(jīng)過粗調(diào)、微調(diào)到距離增材制造件表面0.1～1mm；調(diào)整到該點之后，點動控制下遠離增材制造件表面9.8～10mm，此時激光光斑處在正離焦狀態(tài)，且離焦距離為0～100um，完成激光拋光之前的對刀；

(4)設(shè)定飛秒激光器參數(shù)，開啟氬氣保護，數(shù)控系統(tǒng)生成的三維平移臺運動軌跡的控制程序與激光焦點的相對運動，以實現(xiàn)增材制造件的精細拋光；同時通過數(shù)控系統(tǒng)控制振鏡系統(tǒng)以及三維移動平臺在三維方向移動調(diào)整構(gòu)件的坐標位置及夾角，實現(xiàn)飛秒激光對金屬構(gòu)件表面的自動化清掃過程，移動過程保證飛秒脈沖激光束在金屬構(gòu)件表面的移動路徑與3D打印路徑之間成45～80°的夾角；

(5)取下清掃后的構(gòu)件，進行后續(xù)的處理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的金屬構(gòu)件為鈦合金，飛秒激光器脈沖寬度為200～300fs、波長1000～1030nm，脈沖頻率為80～100MHz，平均功率為5～10W，振鏡掃描速度為0～100mm/s，數(shù)控三維平移臺移動速度為50～100mm/s，掃描線間距為50～100mm，光斑直徑60～80um。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的金屬構(gòu)件為銅合金，飛秒激光器脈沖寬度為200～300fs、波長1000～1030nm，脈沖頻率為80～100MHz，平均功率為5～10W，振鏡掃描速度為0～100mm/s，數(shù)控三維平移臺移動速度為50～100mm/s，掃描線間距為50～100mm，光斑直徑60～80um。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述的金屬構(gòu)件為不銹鋼，飛秒激光器脈沖寬度為200～300fs、波長1000～1030nm，脈沖頻率為80～100MHz，平均功率為5～10W，振鏡掃描速度為0～100mm/s，數(shù)控三維平移臺移動速度為50～100mm/s，掃描線間距為50～100mm，光斑直徑60～80um。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于：在激光表面清掃過程中，在激光聚焦區(qū)域傾斜通入惰性氣體，通入位置位于飛秒脈沖激光束后方，與金屬構(gòu)件表面之間夾角小于飛秒脈沖激光束與金屬構(gòu)件表面之間的夾角。