CN116021038B 一種絲粉同軸激光制造方法及裝置 （大連理工大學）

本發明提供一種絲粉同軸激光制造方法及束的精準同軸輸送，從而實現絲粉同軸激光制2所述的準直擴束模塊(3)內設有準直鏡(4)，準直鏡(4)用于將光纖內傳出的激光光束合；所述的激光光束(1)經準直鏡(4)后通過Y-Z光束位置調節裝置(6)到達透鏡分光模塊(7)，并基于折射式分光通過透鏡分光模塊(7)將激光光束(1)分為四束能量和橫截面相等絲管(16)依次穿過反射模塊(9)和聚焦透鏡(10)將金屬絲材(14)輸送至激光焦點位置，激片支撐調整裝置(22)實現鏡片在XYZ保護鏡片(5)以及送絲管Z維度約束裝置(18)，粉末輸送噴嘴(11)側面留有保護氣輸送口置主體(26)不僅可以實現激光-粉末材料-金屬絲材的同軸制造，也可以單獨實現激光-粉34.根據權利要求1所述的一種絲粉同軸激光制造裝置，其特置調節裝置(6)能夠在兩個維度內保證準直鏡(4)與透鏡分光模塊(7)的同軸度，保證平行通過轉動反射鏡改變四束平行光的傳導方向，實現激光焦距的調整，焦距調整范圍為f±調整絲粉同軸激光制造裝置的焦距至合適的數值，激光功率設置為500～4000W，根據選取送絲速度V1、激光頭掃描速度同時金屬絲材(14)送出至散熱銅嘴(17)出口外45[0005]專利CN114043091A設計了一種絲粉同軸送進的激光增材制造裝置，通過準直鏡、旋轉對稱棱鏡和第一耦合棱鏡實現光束的分束，最終通過非球面聚光透鏡對光束進行匯[0007]專利CN114643410A設計了一種同軸送絲激光制造方法及裝置，在激光頭中采用6[0012]所述的準直擴束模塊3內設有準直鏡4，準直鏡4用于將光纖內傳出的激光光束直所述的激光光束1經準直徑4進行準直后通過Y-Z光束位置調節裝置6到達透鏡分光模塊7，10和調焦模塊29均設置在鏡片支承21上。所述的Y-Z光束位置調節裝置6可在Y-Z兩個維度穿過反射模塊9和聚焦透鏡10將金屬絲材14輸送到激光焦點位置，激光與金屬絲材14和粉末材料12通過光-絲-粉同軸耦合裝置調整絲管和同軸粉路在水平面XOY上的位置，實現激75°內小幅度轉動以及垂直于光束方向的移動，通過轉動反射鏡改變四束平行光的傳導方[0026](1)本發明采用折射分光的方式，利用透鏡分光模塊可以將激光束分光為四束能[0028](3)本發明內的絲粉同軸激光制造方法通過分光-聚焦光路和粉末輸送噴嘴和光-8[0032]圖4為本發明絲粉同軸激光制造裝置的內部光路示意圖(沿光路各部分的剖視[0036]如圖3所示，光纖插入到光纖接口模塊2中并連接固定好，激光光束1由光纖中射光光束1經過準直擴束模塊3后調整為所需直徑的平行光束，之后光束進入到Y-Z光束位置束位置調節裝置6調整后的光束進入到激光制造裝置的主體部分，首先光束通過透鏡分光模塊7平分為四束截面積相等的平行光束，之后四束平行光束入射至反射模塊9。如圖2所為以激光光束1中心點為對稱中心的四束對稱的平行光束，每束平行光束的截面形狀近似9止增材過程中熔體飛濺損傷聚焦透鏡，同時該保護鏡片中心位置處設置有送絲管Z維度約末輸送噴嘴11，經粉末輸送噴嘴11內部的四個對稱分布的送粉通道輸送至激光焦點位置。分光模塊7和反射模塊9可以通過鏡片支撐調整裝置22進行調整，實現鏡片在XYZ三個方向[0043]聚焦透鏡10處的鏡片支承21可以在水平面內進行360度轉動，在激光制造裝置工