[发明专利]一种热磁耦合场协同选择性激光熔化装置及其加热方法

权利要求书

1.一种热磁耦合场协同选择性激光熔化加热方法，该方法采用的装置包括送粉装置、铺粉器、粉末回收装置和成形缸，成形缸的侧壁设有冷却装置，成形缸内设有可升降的工作台，所述工作台上方设有激光加热装置，工作台上方还设有磁场发生器和磁场探测仪，所述磁场探测仪通过水平移动装置安装在工作台上方，所述磁场发生器产生的磁场被磁场探测仪检测到，然后反馈给控制系统，控制系统控制磁场发生器调整产生所需频率及强度的磁场；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一、通过铺粉器开始对成形缸内的工作台铺粉，当累积打印厚度不超过工件分层厚度T_h时，磁场发生器通入直流电源产生静态磁场，激光器对工作台上铺好的粉末进行选择性打印；

步骤二、每完成一层打印后工作台下降一段距离，由铺粉器将工作台上剩余的粉末送入到粉末回收装置，当累积打印厚度不超过工件分层厚度T_h且已完成所有打印工作时，通过控制系统控制磁场发生器通入交流电源对打印成形的工件进行的回火热处理，自然冷却后，取出工件，完成打印工作，当累积打印厚度超过工件分层厚度T_h且未完成所有打印工作时，继续执行步骤三；

步骤三、控制系统控制磁场发生器先输出一定的交变磁场对工件成形部分进行电磁感应加热回火处理，然后断开磁场发生器和激光器电源使成形缸自然冷却到室温，之后按照步骤一和步骤二继续铺粉打印，在打印过程中，每当工件打印达到或超过分层厚度T_h时，通过控制系统控制磁场发生器输出一定的交变磁场，对工件已经打印部分回火热处理，之后断开交流电源，工件自然冷却之后继续打印下一层，如此循环工作，完成所有打印工作后取出工件。

2.如权利要求1所述热磁耦合场协同选择性激光熔化加热方法，其特征在于：所述磁场发生器通过电源转换器与外部电源相连，电源转换器由单相变压器和555定时器组成，单相变压器通过555定时器改变交流电流输出波形及周期，所述电源转换器通过控制系统控制产生励磁电流大小和波形。

3.如权利要求1所述热磁耦合场协同选择性激光熔化加热方法，其特征在于：所述成形缸和工作台采用非金属耐高温陶瓷复合材料制成，成形缸内壁采用具有良好导热性的C/C复合材料制成，工作台通过液压升降器推动上下运动，液压升降器所用材质为304不锈钢。

4.如权利要求1所述热磁耦合场协同选择性激光熔化加热方法，其特征在于：所述磁场发生器的导线采用铜芯线，通入转换电流产生特定频率及强度的磁场，可输出磁场强度50mT至2T。

5.如权利要求1所述热磁耦合场协同选择性激光熔化加热方法，其特征在于：所述磁场探测仪主要组成部分为采用TMR元件为核心的磁传感器；磁传感器将接收到的磁场输出信号传至控制系统，通过控制系统的控制运算改变磁场发生器的励磁电流大小。

6.如权利要求1所述热磁耦合场协同选择性激光熔化加热方法，其特征在于：所述水平移动装置包括移动支架，移动支架伸出的头部用于安装磁场探测仪，尾部安装在工作台上方的水平轨道内，移动支架通过线性运动驱动装置驱动可在轨道上左右移动。

7.如权利要求6所述热磁耦合场协同选择性激光熔化加热方法，其特征在于：所述移动支架采用轻质非金属的碳纤维复合材料制成，其伸缩长度可调。

8.如权利要求1所述热磁耦合场协同选择性激光熔化加热方法，其特征在于：所述激光加热装置包括设于工作台上方的激光器和反射镜，所述激光器的光板聚焦可调范围为30μm至200μm，扫描速度为1-5m/s。

9.如权利要求1所述热磁耦合场协同选择性激光熔化加热方法，其特征在于：工件打印过程中，分层厚度T_h根据不同材料特性在5-20mm范围内选择；每次回火热处理时间t₀取值范围20min-60min。