[发明专利]一种激光加工装置及方法

摘要

一种激光加工装置及方法，针对金属材料选择性激光烧结，通过粉末喷嘴将金属粉末喷送至粉室内，通过压辊的往复的水平滚动实现粉室内粉末的压实与均匀分布；激光束经可移动45°反射镜反射至二维扫描振镜，二维扫描振镜输出的激光束以主控制装置对3D打印模型分层切片后的截面轨迹进行扫描，通过一层一层的烧结积累直至获得最终完整的打印件；主控制装置控制三维扫描振镜扫描与电机旋转，使辐照在打印件表面的每个点的激光束的离焦量不变；以设定轨迹完成打印件整个表面的激光辐照，实现对打印件整个表面的着色，无需添加任何颜料，激光直接着色。通过对金属材料选择性激光烧结成型件的在线表面辐照，实现一体化的金属材料彩色3D打印。

主权项

1.一种激光加工装置，其特征在于包括：激光发射源(1)、激光束(2)、压辊(3)、可移动45°反射镜(4)、二维扫描振镜(5)、45°反射镜(6)、三维扫描振镜(7)、粉末喷嘴(8)、粉室(9)、载物台(10)、电机(11)、收料盒(12)和主控制装置(13)；定义坐标系：原点为任意点，坐标系的y轴正方向平行于激光发射源(1)发射的激光束(2)方向；坐标系的x轴正方向平行于45°反射镜(6)将激光发射源(1)送来的激光束(2)经反射输出的方向，右手定则确定z轴；激光发射源(1)，用于发射选择性激光烧结3D打印所需激光束(2)，送至可移动45°反射镜(4)；可移动45°反射镜(4)，用于反射激光发射源(1)送来的激光束，将该激光束反射至二维扫描振镜(5)二维扫描振镜(5)，能够控制可移动反射镜(4)送来的激光束的扫描轨迹，实现激光束在粉床(即二维平面)上扫描；载物台(10)连接电机(11)；电机(11)能够带动载物台(10)沿z轴运动，且以z轴为中心旋转，实现载物台的旋转；电机(11)还能够带动载物台(10)沿x和y轴运动；载物台(10)能够相对粉室(9)运动；粉室(9)为中空圆柱形，载物台(10)位于粉室(9)内；粉末喷嘴(8)用于喷射粉末至粉室(9)内；粉室(9)内壁与载物台(10)形成容腔，收纳粉末喷嘴(8)送来的粉末，压辊(3)，压实粉室(9)中粉末并保证粉末上表面与激光束焦平面重合，形成粉床；45°反射镜(6)，在可移动45°反射镜(4)移至光路外，45°反射镜(6)接收反射激光发射源(1)输出的激光束，反射至三维扫描振镜(7)；三维扫描振镜(7)能够控制45°反射镜(6)送来的激光束的的扫描轨迹，实现激光束在打印件(14)(即三维曲面)上的扫描，实现对打印件(14)的着色。