简介
本项目研究的金属粉末激光成形复合加工技术,是针对金属粉末激光熔融快速成型技术缺陷而研发的一种新型金属激光成形技术,它把叠层造型工艺和传统的高速切削加工工艺融为一体,在激光熔融快速成形过程中同步进行多余材料的切除以保证成型零件的精度和表面质量。该技术是叠层造型和去除加工的相反方向加工手法的复合化,综合集成了材料技术、电脑软件技术、激光技术和数控加工技术。 针对目前侧轴外向送粉与光内同轴送粉激光喷头的优缺点,项目研发团队设计开发了反射式中空激光光内送粉激光喷头,该同轴送粉激光喷头耦合激光、金属粉末、保护气体和冷却水路于一体,满足项目研发要求。该光内同轴送粉激光喷头可用于坐标结构机床、机械手配置,喷头加工最大偏转角60°—90° ,可用于光纤激光器、YAG激光器、半导体激光器等,聚焦镜片焦距:190mm,激光利用率:95%,喷头聚焦焦点为实心圆光斑,光斑直径:约Φ0.6mm;正负离焦都为中空的环形光斑,一般加工面位于焦点上方3mm—5mm(负离焦)位置加工比较理想,不同离焦位的环形光斑直径在Φ5mm之内均可进行稳定的加工 ,喷头的光、粉、气一体同轴出射,单粉束由惰性气气载送入喷头,然后由环形气帘准直垂直喷向加工面,喷出的单粉束直径Φ1.5—Φ2.5mm(出口后30mm内),粉末利用率根据光斑大小不同可在50%—90%之间,卸压式喷头粉束更细,利用率更高。该激光喷头可适用于激光熔覆、零件修复、金属粉末激光增材制造等领域。 已经完成完整的金属粉末激光成形机设计与制造,采用反射式中空激光光内送粉激光喷头对金属粉末激光快速成形单融道工艺进行了大量实验并进行了几种典型结构零件的试验制造,零件性能满足实际需求。