[实用新型]一种用于定向能量沉积设备的复合激光装置

说明书

本实用新型公开了一种用于定向能量沉积设备的复合激光装置；包括激光器包括第一，第二激光器以及与其连接的激光加工头；第一激光器的激光，依次传输至第一扩束准直透镜、合光镜、聚焦透镜，再由喷嘴的出光孔射出，并在加工平面上聚焦，作为红外光斑；第二激光器的激光，依次传输至第二扩束准直透镜、全反射镜，全反射镜将激光反射至合光镜，再由合光镜反射至聚焦透镜，最后再由喷嘴的出光孔射出，并在加工平面上聚焦，作为蓝绿光斑；红外光斑和蓝绿光斑由聚焦透镜聚焦后，在加工平面形成一个复合激光光斑；红外光斑用于熔化金属粉末，形成熔池，蓝绿光斑有助于提升熔池稳定性，减少飞溅，进而减少内部缺陷，大幅提高工件的成形质量。

技术领域

本实用新型涉及高反射材料的激光加工技术领域，尤其涉及一种用于定向能量沉积设备的复合激光装置。

背景技术

定向能量沉积(Directed Energy Deposition,DED)技术增材制造技术的一种代表性技术，DED利用聚焦的热能，同步熔化输送的粉末状或线状材料，按照预设的轨迹，进行逐层零件制造或单层熔覆、修复，相比于粉末床熔融增材制造技术，其成形范围大、生产率更高，易于与传统得铣削等减材制造工艺相结合，制造出满足工业应用要求得大型零部件。

激光定向能量沉积制造纯铜等高反射材料零部件，能充分发挥出高反射材料优异的物理化学性能，具有广阔的应用前景。

然而受限于高反射材料极低的激光吸收率，基于现有技术，难以获得成形质量优异的高反射材料的零部件，严重影响、阻碍了纯铜等高反射材料的工业应用。

发明内容

本实用新型目的在于，解决纯铜等高反射材料激光加工困难的问题，提升激光定向能量沉积成形纯铜等高反射材料零件的性能，改善纯铜等高反射材料的工业应用现状；提供一种用于定向能量沉积设备的复合激光装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种用于定向能量沉积设备的复合激光装置，包括激光器，以及与其连接的激光加工头4；

所述激光器包括第一激光器1、第二激光器2；

所述激光加工头4内部包括：第一扩束准直透镜21、第二扩束准直透镜 15；合光镜20、全反射镜16、伸缩镜头17、聚焦透镜18、喷嘴19；

所述第一激光器1通过第一光纤13，将第一激光器1的激光，依次传输至第一扩束准直透镜21、合光镜20、聚焦透镜18，再由喷嘴19的出光孔33 射出，并在加工平面上聚焦，作为第一光斑(直径3-5mm)；

所述第二激光器2通过第二光纤14，将第二激光器2的激光，依次传输至第二扩束准直透镜15、全反射镜16，全反射镜16将激光反射至合光镜20，再由合光镜20反射至聚焦透镜18，最后再由喷嘴19的出光孔33射出，并在加工平面上聚焦，作为第二光斑(直径3-5mm)；

所述第一光斑为红外光斑；

所述第二光斑为蓝绿光斑；

所述聚焦透镜18为伸缩式聚焦镜头；

所述红外光斑和蓝绿光斑，由聚焦透镜18聚焦后，经喷嘴19的出光孔 33射出后，在加工平面形成复合激光光斑。

所述第一激光器1为红外光纤激光器；所述第二激光器2为蓝绿光半导体激光器。

所述合光镜20为透红外光，反蓝绿光的合光镜。

所述第二扩束准直透镜15、第一扩束准直透镜21，用于扩大激光束，并将整合为平行光；所述全反射镜16与合光镜20的镜面相互平行，平行角度可调。

所述定向能量沉积设备，包括多轴关节机器人3，所述激光加工头4固定在其上。

多轴关节机器人3为六轴关节机器人。