[發(fā)明專利]一種用于測量激光選區(qū)熔化技術(shù)激光焦平面的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111350731.5
• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN114087986A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張立強;劉洋;王志會
• 申請（專利權(quán)）人: 北京德普潤新材料科技有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;B22F10/80;B22F10/28;B33Y50/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 張嶺;莊雅憫

本申請涉及增材制造的領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于測量激光選區(qū)熔化技術(shù)激光焦平面的方法，其包括以下步驟：步驟一：放置測試裝置；將測試裝置放置在激光選區(qū)熔化設(shè)備的操作平臺上，測試裝置包括測試板，測試板與水平面呈銳角；步驟二：調(diào)整；調(diào)整激光選區(qū)熔化設(shè)備操作平臺的高度，使金屬粉末鋪粉平臺的高度位于測試板的中部區(qū)域；步驟三：測試；開啟激光器，使得激光器的激光射在測試板不同高度位置上運行；步驟四：確定激光焦平面；關(guān)閉激光器，取下測試板，觀察激光在測試板上不同高度位置的刻痕，根據(jù)刻痕的刻蝕深度和亮度確定激光焦平面。本申請具有便于使用者對激光選取熔化設(shè)備的焦平面是否偏轉(zhuǎn)進行測量，以保證工件加工質(zhì)量的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及增材制造的領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于測量激光選區(qū)熔化技術(shù)激光焦平面的方法。

背景技術(shù)

激光選區(qū)熔化技術(shù)（3D打印）是增材制造領(lǐng)域的重要組成部分，其主要是基于材料離散-逐漸累加方式制造實體零件的近凈成形技術(shù)。該技術(shù)選用激光作為能量源，以金屬粉末為原料，通過三維模型預分層處理設(shè)定激光掃描路徑，操作激光按照三維模型中規(guī)劃好的路徑在金屬粉末床層上進行逐層掃描，使得掃描過的金屬粉末熔化、凝固從而達到冶金結(jié)合的效果，最終獲得模型所設(shè)計的金屬零件。特別適用于制造具有復雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的難加工鈦合金、高溫合金等零件。

為了使通過激光選區(qū)熔化技術(shù)成型的工件能夠獲得很好的加工質(zhì)量，激光束的束斑焦點需要處于合理的位置上，即使得激光焦平面與金屬粉末的鋪粉平面重合，并且保證在設(shè)備長時間使用后激光焦平面始終與金屬粉末的鋪粉平面一致，兩者之間不應(yīng)發(fā)生偏移。而對于使用激光選區(qū)熔化設(shè)備的人員來說，他們并沒有測量激光焦點是否偏移的專業(yè)工具和方法，因此無法準確的獲知激光選區(qū)熔化設(shè)備的焦點是否發(fā)生偏差，導致工件的加工質(zhì)量無法保證。

發(fā)明內(nèi)容

為了便于使用者對激光選取熔化設(shè)備的焦平面進行測量，以保證工件的加工質(zhì)量，本申請?zhí)峁┮环N用于測量激光選區(qū)熔化技術(shù)激光焦平面的方法。

本申請?zhí)峁┑囊环N用于測量激光選區(qū)熔化技術(shù)激光焦平面的方法采用如下的技術(shù)方案：

一種用于測量激光選區(qū)熔化技術(shù)激光焦平面的方法，包括以下步驟：

步驟一：放置測試裝置；

將測試裝置放置在激光選區(qū)熔化設(shè)備的操作平臺上，測試裝置包括測試板，所述測試板與水平面呈銳角放置；

步驟二：調(diào)整；

調(diào)整激光選區(qū)熔化設(shè)備操作平臺的高度，使預先設(shè)置的金屬粉末鋪粉平臺的高度位于測試板的中部區(qū)域；

步驟三：測試；

開啟激光器，使得激光器的激光射在測試板不同高度位置上運行；

步驟四：確定激光焦平面；

關(guān)閉激光器，取下測試板，觀察激光在測試板上不同高度位置的刻痕，根據(jù)刻痕的刻蝕深度和亮度確定激光焦平面。

通過采用上述技術(shù)方案，通過將測試板放置在激光選區(qū)熔化設(shè)備的操作平臺上且與水平面傾斜設(shè)置，使得激光器的激光射在測試板不同位置時，位于測試板上的激光束的直徑是不一樣的，而使得不同位置處的激光能量密度不同，通過觀察激光在測試板上的刻痕深度和亮度即可判斷激光能量密度的強弱分布，從而找到刻痕最深、亮度最亮的刻痕，該刻痕所在平面即為激光焦平面。使用者直接通過測試板即可實現(xiàn)對焦平面的測量，便于后續(xù)根據(jù)焦平面的位置進行相應(yīng)的設(shè)備參數(shù)調(diào)整，使得激光焦平面的高度和金屬粉末的鋪粉高度重合，保證工件的加工質(zhì)量。

可選的，所述方法還包括：

步驟五：判斷激光焦平面是否偏移；

若激光焦平面和預設(shè)的金屬粉末的鋪粉高度在同一高度，則判斷激光焦平面沒有偏移；

若激光焦平面和預設(shè)的金屬粉末的鋪粉高度不在同一高度，則判斷激光焦平面產(chǎn)生偏移。

通過采用上述技術(shù)方案，當測量得出激光焦平面后，直接通過將激光焦平面和金屬粉末的鋪粉高度對比，即可判斷激光焦平面是否產(chǎn)生偏移，便于后續(xù)工作人員根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)進行相對應(yīng)的調(diào)整。