一种激光变斑熔覆成型工艺及用于该工艺的同轴喷头

摘要

一种激光变斑熔覆成型工艺：用轮廓法规划成型零件每一层片的扫描路径；用小光斑和小口径管送粉进行层片轮廓的熔覆、大光斑和大口径管送粉进行层片内区域的熔覆，单粉束和光束同轴并垂直于成型表面；小光斑直径0.5mm～2mm，大光斑直径2mm～10mm，且粉斑直径略大于光斑直径。该工艺用的同轴喷头，含筒体、带径向开口的平面反射镜、带中心通孔的聚焦反射镜、送粉管等。本发明可在聚焦光束中形成锥形无光区，送粉管从聚焦反射镜的通孔插入此无光区实现光束和粉束完全同轴并垂直于成型表面。送粉管具有大小不同的口径。本发明可实现变斑熔覆，粉束与光束可实现光斑焦点及任意离焦位置耦合而不需调节多路粉管的汇聚。单道圆形粉斑可沿任意方向扫描而无方向性。

主权项

1、一种激光变斑熔覆成型工艺，其主要工艺过程为：a、将三维成型零件进行实体分层，用轮廓法规划每一层片的扫描路径；b、采用小口径管单道送粉，将成型表面调节至激光光束焦点附近，在成型面上形成小光斑，粉束和光束同轴并垂直于成型表面，进行层片轮廓的熔覆；c、采用大口径管单道送粉，通过离焦法，在成型面上形成大光斑，粉束和光束同轴并垂直于成型表面，进行层片内部区域的填充熔覆；d、完成一层材料的扫描熔覆后，移动成型零件与光粉喷头的相对位置，在零件已成型部分上面按步骤b、c再熔覆一层新的层片，如此循环，直至零件全部加工完成。