激光熔覆成型设备及一种金属零件的激光熔覆成型方法

摘要

激光熔覆成型设备及一种金属零件的激光熔覆成型方法，该设备包括三维运动的工作台、激光器装置、送丝装置和控制系统；送丝装置包括夹送辊轮对，夹送辊轮对的主动轮与一步进电机连接；控制系统包括多轴运动控制卡，多轴运动控制卡分别与步进电机、工作台驱动电机和激光装置连接；该方法包括建模、指令转换、薄片成型和沉积成型等步骤；通过激光熔融金属丝，形成熔滴，熔滴在工作台上堆积冷却，并随工作台运动而形成薄片，各个薄片依次一层层沉积而形成三维金属零件；制造成本低，成型效率高，零件结构强度和表面质量高，适用范围广。

主权项

使用激光熔覆成型设备的一种金属零件激光熔覆成型方法，其特征在于它包括以下步骤：a、建模，利用CAD软件或反求技术生成零件的CAD三维模型，利用成形控制软件将所述CAD三维模型按一定间距切割成一系列平行薄片，得到各层薄片的轮廓数据；b、指令转换，根据各层薄片的轮廓数据设计工作台的运动轨迹，将该运动轨迹转换成多轴运动控制卡的控制指令，并将所述控制指令输出至所述多轴运动控制卡；c、薄片成型，多轴运动控制卡控制工作台做X向和Y向运动，同时控制送丝装置将金属丝送至工作台上方正对激光器装置激光束输出端的位置，激光器装置产生激光束，热熔金属丝前端，形成熔滴并滴落于工作台，所述熔滴在工作台上堆积冷却，并随工作台运动而形成薄片；送丝装置的送丝速度为10～40mm/s，所述工作台的X向和Y向运动的移动速度为5～30mm/s，所述激光器装置产生激光束的功率为0.8～1.2kw；所述金属丝采用直径为0.4mm～0.6mm的金属丝；d、沉积成型，完成薄片的成型后，多轴运动控制卡控制工作台做Z向运动，向下运动步骤a所述间距的距离，再以步骤c进行下一薄片的成型，并依次完成各层薄片的成型，熔滴堆积冷却沉积成型而制得金属零件；所述激光熔覆成型设备包括CNC数控工作平台，所述CNC数控工作平台设置有可做X‑Y‑Z三维运动的工作台，所述工作台上方固设有激光器装置，所述激光器装置的激光束输出端正对所述工作台，它还包括送丝装置和控制系统；所述送丝装置包括支架和送丝嘴，所述支架内设置有夹送辊轮对，所述夹送辊轮对的主动轮与一步进电机的输出轴连接，该步进电机固设于所述支架，所述送丝嘴通过一三维调节器与所述支架连接；所述控制系统包括设置有运动控制软件的运动控制模块，所述运动控制模块设置有多轴运动控制卡，该多轴运动控制卡分别与所述步进电机和驱动工作台X‑Y‑Z三维运动的驱动电机连接，所述多轴运动控制卡亦与所述激光装置的激光头转动驱动装置连接；所述控制系统还包括设置于CNC数控工作平台的温度感应器；所述CNC数控工作平台在所述工作台周缘设置有限位开关，所述限位开关与所述多轴运动控制卡连接。