[发明专利]金属粉末激光熔融增材制造装置及其成形方法

权利要求书

1.金属粉末激光熔融增材制造装置，包括成形光源发生器（1）、成形光源扩束组件（2）、聚焦组件（6），其特征在于：所述装置还包括光路合成组件（3）、调温光源发生器（4）、调温光源扩束组件（5）；所述成形光源发生器（1）沿成形光的光路方向依次与所述成形光源扩束组件（2）、所述光路合成组件（3）、所述聚焦组件（6）固定连接；所述调温光源发生器（4）沿调温光的光路方向依次与所述调温光源扩束组件（5）、所述光路合成组件（3）固定连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述成形光源扩束组件（2）与所述调温光源扩束组件（5）具有不同的焦距，其特征还在于所述成形光源扩束组件（2）出射光光路截面直径小于所述调温光源扩束组件（5）出射光光路截面直径。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述光路合成组件（3）包括逆向分束装置；所述成形光源扩束组件（2）的出射光在所述逆向分束装置上透射通过；所述调温光源扩束组件（5）的出射光在所述逆向分束装置上反射后与所述成形光源扩束组件（2）的出射光同向传输。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述聚焦组件（6）根据成形工艺的需要调整焦距，从而确定成形及调温光斑的大小。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述光路合成组件（3）的分束装置朝向工作台一侧进行了镀膜处理，所述调温光源扩束组件输出的光束在所述分束装置镀膜表面发送全反射。

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于：所述成形光源发生器（1）及所述调温光源发生器（4）的出射光在工件扫描位置处于离焦状态。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述调温光源发生器（4）与所述调温光源扩束组件（5）可同时偏转指定的角度，使得所述成形光源扩束组件（2）的出射光光路横截面包络的外接圆圆心与所述调温光源扩束组件（5）出射光光路横截面包络的外接圆圆心连线与所述装置增材制造的扫描方向共线并偏移对应的距离。

8.金属粉末激光熔融增材制造装置的成形方法，其特征在于包括如下步骤：

a) 外设准备：根据激光熔融增材制造的需要，检查并确保所述金属粉末激光熔融增材制造装置的成形条件已经具备，包括但不限于对原料、动力、气氛保护、回收装置的检查，检查通过后进入待机状态，将基板清理合规后置于所述装置的工作台之上；

b) 主机复位：在外设准备就绪的基础上，调整包括运动控制部件、原料供应部件在内的主机各部件到达预设的工作位置；

c) 气氛保护：根据工艺需要，启动所述装置的气氛保护系统，使作业区域处于惰性气体保护状态，所述惰性气体包括氩气等化学特性稳定的气态物质，所述惰性气体的存在形式包括但不限于以气流喷射，密闭腔体内留存形式存在；

d) 基底加工：首先启动调温光源发生器，使得工件基板达到预定工作温度，再启动成形光源发生器及原料输送组件，开始增材制造过程，包括运动控制部件在内的各执行机构根据工艺要求调整增材制造激励部件与基板的相对位置，实现初始层的扫描，进而完成工件第一层基底的加工；

e) 扫描成形：根据增材制造工艺要求，调整主机及外设部件确保执行机构扫描位置包括温度在内的加工条件符合预设的参数，并按照预设的扫描路径由位置控制部件带动增材制造执行机构分层扫描加工剩余的各层工件基体；

f) 后续保温：完成工件各层的扫描加工成形后，首先关闭成形光源发生器，按照工艺要求保持指定的一段时间后再关闭调温光源发生器；

g) 数据保存：待工件表面温度降至工艺要求的温度后，关闭气氛保护系统，存储必要的工艺、过程数据，复位并关闭主机及外设，结束本次成形过程。