[发明专利]一种激光增材制造构件的方法及激光增材制造系统

权利要求书

1.一种激光增材制造构件的方法，应用激光增材制造设备；所述激光增材制造设备包括送粉器和具有激光加工头的激光器，所述送粉器包括至少两个送粉罐；其特征在于，至少两个所述送粉罐内所容纳的材料不同；所述方法包括：

所述送粉器根据构件的增材制造策略控制所述至少两个送粉罐所输出的材料送粉流汇聚在基材面的同一位置，使得所述至少两个送粉罐所输出的材料送粉流在基材面形成混合物；

所述激光器根据构件的增材制造策略控制所述激光加工头对所述混合物进行熔融烧结，获得构件；

所述送粉器根据构件的增材制造策略控制所述至少两个送粉罐所输出的材料送粉流汇聚在基材面的同一位置包括：

所述送粉器根据构件的增材制造策略控制所述至少两个送粉罐所输出的材料送粉流汇聚在基材面的同一点；

所述激光器根据构件的增材制造策略控制所述激光加工头对所述混合物进行熔融烧结包括：

所述激光器根据构件的增材制造策略控制所述激光加工头所发射的激光束与所述至少两个送粉罐所输出的材料送粉流汇聚在基材面上同一位置；

所述构件的增材制造策略包括扫描参数信息、扫描路径信息、切片层信息、载粉气速信息、送粉角度信息和送粉率信息；

所述送粉器根据构件的增材制造策略控制所述至少两个送粉罐所输出的材料送粉流汇聚在基材面的同一位置包括：

所述送粉器根据所述载粉气速信息、所述送粉角度信息、所述切片层信息和所述送粉率信息控制所述至少两个送粉罐所输出的材料送粉流汇聚在基材面的同一位置；

所述激光器根据构件的增材制造策略控制所述激光加工头对所述混合物进行熔融烧结，获得构件包括：

所述激光器根据所述扫描参数信息和所述扫描路径信息控制所述激光加工头对所述混合物进行熔融烧结，获得构件；

所述切片层信息包括切片层厚度阈值，所述切片层厚度阈值为0.4mm~0.8mm；

所述载粉气速信息包括：各个所述送粉罐的载粉气速阈值，所述载粉气速阈值为2.8m/s ~3.2m/s；

所述混合物进行熔融烧结时形成熔覆烧结面，所述送粉角度信息包括：每个所述送粉罐的粉嘴射流角度和每个所述送粉罐的粉嘴射流高度；

每个所述送粉罐的粉嘴射流角度是指每个所述送粉罐的粉嘴射流方向与所述激光加工头所发射的激光束形成的夹角，每个所述送粉罐的粉嘴射流角度为40°~50°；每个所述送粉罐的粉嘴射流高度是指每个所述送粉罐的粉嘴与所述熔覆烧结面的最小距离，每个所述送粉罐的粉嘴射流高度为13 mm ~17mm；

所述至少两个送粉罐包括至少一个第一类送粉罐和至少一个第二类送粉罐；各个所述第一类送粉罐内容纳有不同的基体材料，各个所述第二类送粉罐容纳有不同的增强材料。

2.根据权利要求1所述的激光增材制造构件的方法，其特征在于，所述第二类送粉罐中添加活性保护剂，所述活性保护剂的重量占所述增强材料和所述活性保护剂总重量的0.1wt%~2wt%；

所述基体材料为镍基体材料、铝基体材料、钛基体材料中的一种或多种；其中，所述基体材料为钛基体材料时，所述增强材料为硼化钛、碳化钛、碳化硅、氧化铝、氮化铝、碳化硼、氮化硼中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的激光增材制造构件的方法，其特征在于，所述激光器根据构件的增材制造策略控制所述激光加工头对所述混合物进行熔融烧结，获得构件后，所述方法还包括：

从所述基材面上分离出所述构件；

对所述构件进行后处理；

对所述构件进行后处理包括：对所述构件进行阶梯式去应力退火处理。

4.一种激光增材制造系统，其特征在于，包括：

控制终端，用于根据构件的参数信息生成构件的增材制造策略和构件的三维模型；向激光器和送粉器发送所述构件的增材制造策略；

与所述控制终端通信的所述送粉器，用于根据构件的增材制造策略控制至少两个送粉罐所输出的材料送粉流汇聚在基材面的同一位置，使得所述至少两个送粉罐所输出的材料送粉流在基材面形成混合物；所述送粉器包括至少两个送粉罐；至少两个所述送粉罐内所容纳的材料不同；

与所述控制终端通信的所述激光器，用于根据构件的增材制造策略控制激光加工头对所述混合物进行熔融烧结；

所述送粉器用于根据构件的增材制造策略控制至少两个送粉罐所输出的材料送粉流汇聚在基材面的同一位置包括：所述送粉器根据构件的增材制造策略控制所述至少两个送粉罐所输出的材料送粉流汇聚在基材面的同一点；

所述激光器用于根据构件的增材制造策略控制激光加工头对所述混合物进行熔融烧结包括：所述激光器根据构件的增材制造策略控制所述激光加工头所发射的激光束与所述至少两个送粉罐所输出的材料送粉流汇聚在基材面上同一位置；

所述构件的增材制造策略包括扫描参数信息、扫描路径信息、切片层信息、载粉气速信息、送粉角度信息和送粉率信息；所述切片层信息包括切片层厚度阈值，所述切片层厚度阈值为0.4mm~0.8mm；

所述载粉气速信息包括：各个所述送粉罐的载粉气速阈值，所述载粉气速阈值为2.8m/s ~3.2m/s；

所述混合物进行熔融烧结时形成熔覆烧结面，所述送粉角度信息包括：每个所述送粉罐的粉嘴射流角度和每个所述送粉罐的粉嘴射流高度；

每个所述送粉罐的粉嘴射流角度是指每个所述送粉罐的粉嘴射流方向与所述激光加工头所发射的激光束形成的夹角，每个所述送粉罐的粉嘴射流角度为40°~50°；每个所述送粉罐的粉嘴射流高度是指每个所述送粉罐的粉嘴与所述熔覆烧结面的最小距离，每个所述送粉罐的粉嘴射流高度为13 mm ~17mm；

所述送粉器具体用于根据所述载粉气速信息、所述送粉角度信息和所述送粉率信息控制所述至少两个送粉罐所输出的材料送粉流汇聚在基材面的同一位置；

所述激光器具体用于根据所述扫描参数信息、所述扫描路径信和所述切片层信息控制所述激光加工头对所述混合物进行熔融烧结，获得构件。