[发明专利]一种激光选区熔化与激光切割复合的增材制造方法

权利要求书

1.一种激光选区熔化与激光切割复合的增材制造方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)采用碱性溶液清洗基板表面以去除油污，然后打磨去除基板表面的氧化膜并用丙酮擦拭干；

2)首先发射加热模式的激光束对粉末床进行扫描预热，使粉末材料加热到微烧结温度，使之产生微烧结；

3)接着发射选区熔化模式的激光束对预热好的粉末床进行扫描熔化，形成所需的工件截面层；

4)最后发射激光切割模式的激光束对工件截面的内外轮廓进行一次或多次切割扫描，去除或切除轮廓上的粗糙边缘和熔接粉末，以获得精确平顺的零件截面内外轮廓；

5)重复上述加热、选区熔化、切割过程，最终得到所需的三维实体工件。

2.如权利要求1中所述的一种激光选区熔化与激光切割复合的增材制造方法，其特征在于：所述粉末材料为金属粉末、无机盐类粉末或硅酸盐类粉末。

3.如权利要求1中所述的一种激光选区熔化与激光切割复合的增材制造方法，其特征在于：发射处于加热模式的激光束对所述粉末床进行扫描预热，使粉末材料加热到微烧结温度，使之产生微烧结，其中金属粉末T_s＝(0.3～0.4)T_m，无机盐类T_s＝0.57T_m，硅酸盐类T_s＝(0.8～0.9)T_m，T_s为粉末的微烧结温度，T_m为粉末的熔点温度。

4.如权利要求1中所述的一种激光选区熔化与激光切割复合的增材制造方法，其特征在于：在所述加热模式下，发射的连续激光束聚焦在成形平面的上方5～10μm或下方5～10μm，激光功率10～100W，扫描速度0.01～10m/s，且两次相邻的扫描路径之间不重叠，扫描间距11～30μm。

5.如权利要求1中所述的一种激光选区熔化与激光切割复合的增材制造方法，其特征在于：在所述选区熔化模式下，发射的脉冲激光束聚焦在成形平面上，激光功率200～1000W，光斑直径10～100μm，激光波长为1.06～1.10μm，铺粉层厚为0.01～0.1mm，扫描速度0.01～10m/s，且两次相邻的扫描路径之间不重叠，扫描间距11～30μm。

6.如权利要求1中所述的一种激光选区熔化与激光切割复合的增材制造方法，其特征在于：在所述切割模式下，发射的连续激光束聚焦在工件截面平面上，激光功率100～4000W，切割速度0.01～10m/s，且两次相邻的扫描路径完全重叠或扫描间距小于8μm。

7.如权利要求1中所述的一种激光选区熔化与激光切割复合的增材制造方法，其特征在于：对于当前成形层的下面是零件实体且当前成形层需要与之熔合的区域时，熔化深度超过当前成形层的厚度；对于当前成形层的下面是粉末床或切割出的轮廓边缘的区域时，熔化深度小于等于当前成形层的厚度。