利索能及
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专利号: 2022110446193
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种激光增材方法,其特征在于,所述方法基于一种激光增材系统,所述激光增材系统包括用于承载待增材加工工件的基板、用于供给丝材的送丝装置、用于发射激光的激光激发装置,所述激光激发装置激发的激光垂直照射于基板,使得所述基板或者待增材加工工件已成型层上形成熔池;所述送丝装置的送丝方向垂直于基板,使得丝材进入熔池中熔化;还包括用于减小丝材熔化后熔覆道铺展角的摩擦装置,所述摩擦装置包括摩擦头、驱动摩擦头转动的驱动机构、驱动摩擦头向熔覆道施压的施压机构、调整摩擦头水平位置的调节机构;所述摩擦头位于激光激发装置加工方向的后方,并对熔覆道进行摩擦挤压的工作平面,所述工作平面与所述基板顶面平行;相应地,所述激光增材方法包括步骤:增材成型及增材后处理,其中,所述增材成型的步骤包括:通过上位机根据待增材加工工件的几何模型生成增材成型路径;

利用所述激光激发装置所发射的激光照射所述基板或者所述基板上的待增材加工工件已成型层形成熔池;

通过所述送丝装置将丝材送入熔池中熔化形成熔覆道;

通过所述摩擦装置的摩擦头通过所述工作平面对所述熔覆道进行摩擦挤压,以形成一层工件成型层;其中,所述摩擦头的转速为300~1000r/min,所述摩擦头对熔覆道施加的轴向压力为1~10KN;

所述基板根据所述增材成型路径运动,直至增材成型结束。

2.根据权利要求1所述的一种有利于连续液态界面成形的激光增材方法,其特征在于:所述激光增材系统还包括用于监测熔覆道温度的测温装置,相应地,所述激光增材方法还包括:所述上位机根据所述测温装置所监测到的所述熔覆道的温度调整摩擦位置,使得当所述熔覆道处于半固态时,对所述熔覆道进行摩擦挤压;或者,所述上位机根据所述测温装置所监测到的所述熔覆道的温度,判断其是否达到预设温度阈值,若是,控制所述摩擦装置在预设时间阈值后,对所述熔覆道进行摩擦挤压;

其中,所述预设温度阈值为丝材从液态到半固态的临界温度T0+△T。

3.根据权利要求2所述的一种有利于连续液态界面成形的激光增材方法,其特征在于:所述激光增材系统还包括用于采集熔覆道图像的图像采集装置,相应地,所述激光增材方法还包括步骤:所述上位机根据所述图像采集装置所采集到的图像进行图像处理,得到所述熔覆道的当前高度,或工件成型层整体的当前高度,并根据所述当前高度修正所述基板的下降位移。

4.根据权利要求2所述的一种有利于连续液态界面成形的激光增材方法,其特征在于:所述增材后处理的步骤包括:

利用高能束对增材成型后的工件进行预热,所述预热温度≦300℃;

利用摩擦装置对所述工件的被预热处进行旋转摩擦。

5.根据权利要求4所述的一种有利于连续液态界面成形的激光增材方法,其特征在于:所述高能束为激光束。

6.根据权利要求4所述的一种有利于连续液态界面成形的激光增材方法,其特征在于:对工件预热区域进行惰性气体侧吹。

7.一种有利于连续液态界面成形的激光增材系统,其特征在于,包括用于承载待增材加工工件的基板、用于供给丝材的送丝装置、用于发射激光的激光激发装置,所述激光激发装置激发的激光垂直照射于基板,使得基板或者待增材加工工件已成型层上形成熔池;所述送丝装置的送丝方向垂直于基板,使得丝材进入熔池中熔化;还包括用于减小丝材熔化后铺展角的摩擦装置,所述摩擦装置包括摩擦头、驱动摩擦头转动的驱动机构、驱动摩擦头向熔覆道施压的施压机构、调整摩擦头水平位置的调节机构;所述摩擦头位于激光激发装置加工方向的后方对增材后的熔覆道进行摩擦挤压;其中,所述摩擦头设置用于对所述熔覆道进行摩擦挤压的工作平面,所述工作平面与基板顶面平行。

8.根据权利要求7所述的一种有利于连续液态界面成形的激光增材系统,其特征在于:所述摩擦头为圆柱状,所述工作平面为其下端面。

9.根据权利要求8所述的一种有利于连续液态界面成形的激光增材系统,其特征在于:所述摩擦头的直径为熔覆道宽度的3~5倍。

10.根据权利要求7所述的一种有利于连续液态界面成形的激光增材系统,其特征在于:还包括与上位机电连接,用于监测熔覆道温度的测温装置;和/或,用于采集熔覆道图像的图像采集装置,所述图像采集装置与上位机电连接。