CN116021038B 一种丝粉同轴激光制造方法及装置 （大连理工大学）

本发明提供一种丝粉同轴激光制造方法及束的精准同轴输送，从而实现丝粉同轴激光制2所述的准直扩束模块(3)内设有准直镜(4)，准直镜(4)用于将光纤内传出的激光光束合；所述的激光光束(1)经准直镜(4)后通过Y-Z光束位置调节装置(6)到达透镜分光模块(7)，并基于折射式分光通过透镜分光模块(7)将激光光束(1)分为四束能量和横截面相等丝管(16)依次穿过反射模块(9)和聚焦透镜(10)将金属丝材(14)输送至激光焦点位置，激片支撑调整装置(22)实现镜片在XYZ保护镜片(5)以及送丝管Z维度约束装置(18)，粉末输送喷嘴(11)侧面留有保护气输送口置主体(26)不仅可以实现激光-粉末材料-金属丝材的同轴制造，也可以单独实现激光-粉34.根据权利要求1所述的一种丝粉同轴激光制造装置，其特置调节装置(6)能够在两个维度内保证准直镜(4)与透镜分光模块(7)的同轴度，保证平行通过转动反射镜改变四束平行光的传导方向，实现激光焦距的调整，焦距调整范围为f±调整丝粉同轴激光制造装置的焦距至合适的数值，激光功率设置为500～4000W，根据选取送丝速度V1、激光头扫描速度同时金属丝材(14)送出至散热铜嘴(17)出口外45[0005]专利CN114043091A设计了一种丝粉同轴送进的激光增材制造装置，通过准直镜、旋转对称棱镜和第一耦合棱镜实现光束的分束，最终通过非球面聚光透镜对光束进行汇[0007]专利CN114643410A设计了一种同轴送丝激光制造方法及装置，在激光头中采用6[0012]所述的准直扩束模块3内设有准直镜4，准直镜4用于将光纤内传出的激光光束直所述的激光光束1经准直径4进行准直后通过Y-Z光束位置调节装置6到达透镜分光模块7，10和调焦模块29均设置在镜片支承21上。所述的Y-Z光束位置调节装置6可在Y-Z两个维度穿过反射模块9和聚焦透镜10将金属丝材14输送到激光焦点位置，激光与金属丝材14和粉末材料12通过光-丝-粉同轴耦合装置调整丝管和同轴粉路在水平面XOY上的位置，实现激75°内小幅度转动以及垂直于光束方向的移动，通过转动反射镜改变四束平行光的传导方[0026](1)本发明采用折射分光的方式，利用透镜分光模块可以将激光束分光为四束能[0028](3)本发明内的丝粉同轴激光制造方法通过分光-聚焦光路和粉末输送喷嘴和光-8[0032]图4为本发明丝粉同轴激光制造装置的内部光路示意图(沿光路各部分的剖视[0036]如图3所示，光纤插入到光纤接口模块2中并连接固定好，激光光束1由光纤中射光光束1经过准直扩束模块3后调整为所需直径的平行光束，之后光束进入到Y-Z光束位置束位置调节装置6调整后的光束进入到激光制造装置的主体部分，首先光束通过透镜分光模块7平分为四束截面积相等的平行光束，之后四束平行光束入射至反射模块9。如图2所为以激光光束1中心点为对称中心的四束对称的平行光束，每束平行光束的截面形状近似9止增材过程中熔体飞溅损伤聚焦透镜，同时该保护镜片中心位置处设置有送丝管Z维度约末输送喷嘴11，经粉末输送喷嘴11内部的四个对称分布的送粉通道输送至激光焦点位置。分光模块7和反射模块9可以通过镜片支撑调整装置22进行调整，实现镜片在XYZ三个方向[0043]聚焦透镜10处的镜片支承21可以在水平面内进行360度转动，在激光制造装置工