[实用新型]一种双光束增材制造设备

说明书

一种双光束增材制造设备，同时有两个激光器工作，一束光对粉末进行加工，另一束光对粉末进行加热，可减小温度梯度，进而降低零件内部的应力，有助于提高零件的加工质量。

技术领域

本实用新型涉及一种双光束增材制造设备，属于增材制造技术领域，适用于铺粉式增材制造。

背景技术

增材制造技术是一种将材料依据所需加工产品的三维数字模型进行添加、融合制备的工艺技术。与传统加工方式的主要区别在于，是通过将材料层层叠加的方式实现加工。其中，铺粉式3D打印技术是目前较为成熟的、主要的3D打印成形技术之一。当加工时，在加工平面上均匀地铺一层材料粉末，粉末厚度往往根据加工工艺决定。其后，控制系统控制激光器输出激光，经由振镜在粉层上扫描加工图形。扫描后的部分即熔化，后又重新与粉层下方的零件一起凝固为实体，而其余部分仍为粉末状态。通过以一层层粉末层不断的熔化、凝固，逐渐叠加，最终成形为所需产品。

传统增材制造方法，通常采用单个光束加工，或者采用多个光束分别加工，由于激光光束形成的熔池处温度极高，熔池与周围常温的粉末之间形成了非常高的温度梯度，导致被加工零件内部的应力极大，极易导致零件的变形。

本实用新型提供一种双光束增材制造方法，其中一束光对粉末进行加工，另一束光对粉末进行加热，可减小温度梯度，进而降低零件内部的应力，有助于提高零件的加工质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双光束增材制造方法及设备，具备两台激光器同时工作，一台用于将加工平面处的粉末烧结熔化，形成产品，一台用于对熔化的周围的粉末加热。

一种双光束增材制造设备，包括第一台激光器101，其特征在于，还包括第二台激光器201；其中，第一台激光器101的光路经过第一扩束准直镜102后，进入第一动态聚焦装置103，形成汇聚光，汇聚光透过双色镜301，再经振镜401反射，在加工平面501上形成微小光斑，第二台激光器201的光路与第一台激光器101的光路成90度角，第二台激光器201的光路经过第二扩束准直镜202后，进入第二动态聚焦装置203，形成汇聚光，汇聚光经双色镜301反射后，与第一台激光器101的汇聚光共轴，再经振镜401反射，在加工平面501上形成较大光斑；第一台激光器101在加工平面501上形成的微小光斑在第二台激光器201的较大光斑内部。

所述的第一台激光器101、第一扩束准直镜102、第一动态聚焦系统103、第二台激光器201、第二扩束准直镜202、第二动态聚焦装置203和振镜401相对位置固定不变，并能够同时在水平面移动，使第一台激光器101的微小光斑和第二台激光器201的较大光斑同时在加工平面501上移动。

所述的加工平面501能够在水平面移动，使第一台激光器101的微小光斑和第二台激光器201的较大光斑在加工平面501上形成轨迹。

本实用新型的有益效果：已有的增材制造过程中，激光形成的熔池处温度极高，熔池与周围常温的粉末之间形成了非常高的温度梯度，导致被加工零件内部的应力极大，极易导致零件的变形。本实用新型设计了一种双光束增材制造设备，同时有两个激光器工作，一束光对粉末进行加工，另一束光对粉末进行加热，可减小温度梯度，进而降低零件内部的应力，有助于提高零件的加工质量。

附图说明

图1、本实用新型设备结构示意图；

图2、本实用新型加工平面上双光束形成的光斑示意图；

图3、本实用新型加工平面上双光束加工过程示意图。

101为第一台激光器，102为第一扩束准直镜，103为第一动态聚焦装置103，201为第二台激光器，202为第二扩束准直镜，203为第二动态聚焦装置，301为双色镜，401为振镜，501为加工平面。

具体实施方式