一种激光增材制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114833354A(43)申请公布日2022.08.02(21)申请号202210517336.XB22F12/17(2021.01)(22)申请日2022.05.13B22F10/32(2021.01)B33Y10/00(2015.01)(71)申请人广东粤港澳大湾区硬科技创新研究B33Y40/10(2020.01)院地址510700广东省广州市黄埔区开源大道广州开发区科技企业加速器B3栋3层(72)发明人郑江鹏孙涛王枭杨军红刘浩王家赞扈金富(74)专利代理机构深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙)44316专利代理师孟洁(51)Int.Cl.B22F10/28(2021.01)B22F10/366(2021.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种激光增材制造方法(57)摘要本申请提供的激光增材制造方法，于惰性环境中，将基板加热至500‑900℃，所述基板为铜或铜合金，保持惰性环境，采用蓝光激光光束熔化所述基板以及铜或铜合金粉末，以实现部件的增材制造，相比现有双光束增材制造技术，仅采用单蓝光，无需双激光器和光学结构复杂的复合熔覆头，设备更为简单，成本低，此外设备中不涉及红外激光，避免铜对红外光束高反率导致的光学器件损伤、人员安全威胁等问题；同时，通过蓝光激光，辅以铜基板加热降低了温度梯度，提高激光吸收率，激光能量利用率高，打印过程中熔化和冶金反应充分，熔合质量好，增材制造构件致密度好。CN114833354ACN114833354A权利要求书1/1页1.一种激光增材制造方法，其特征在于，包括下述步骤：于惰性环境中，将基板加热至500‑900℃，所述基板为铜或铜合金；保持惰性环境，采用蓝光激光光束熔化所述基板以及铜或铜合金粉末，以实现部件的增材制造。2.如权利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，在将基板加热至500‑900℃的步骤中，具体包括下述步骤：采用蓝光激光光束在离焦状态下对所述基板加热至500‑900℃。3.如权利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，在将基板加热至500‑900℃的步骤中，具体包括下述步骤：通过感应加热或电阻加热将所述基板加热至500‑900℃。4.如权利要求2或3所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述基板加热温度为600‑800℃。5.如权利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，在采用蓝光激光光束熔化所述基板以及铜或铜合金粉末，以实现部件的增材制造的步骤中，具体包括下述步骤：同步送入铜或铜合金粉末，采用蓝光激光光束按照预定的扫描路径进行扫描，熔化所述基板以及所述铜或铜合金粉末，通过逐层逐道熔化沉积实现部件的增材制造。6.如权利要求5所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述蓝光激光光束由蓝光激光器通过光纤输出或由半导体激光器直接输出。7.如权利要求6所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述蓝光激光光束的波长为450nm±10nm，所述蓝光激光光束形成的蓝光激光光斑为方形，边长0.8～1.6mm，蓝光激光功率800～1000W。8.如权利要求5所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述基板厚度≤30mm，基板体积≤30*100*100mm3。9.如权利要求5所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述铜或铜合金粉末尺寸为50～150um，送粉量5～15g/min，扫描速度10～30mm/s，搭接率为40～60％，Z轴抬升量为0.4～0.6mm。10.如权利要求5所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述铜或铜合金粉末尺寸为50～150um，送粉量10g/min，扫描速度20mm/s，搭接率为50％，Z轴抬升量为0.5mm。11.如权利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，还包括下述步骤：实时检测所述基板和工件温度，当所述基板和工件温度低于设定值时，继续对所述基板和所述工件加热至设定温度。2CN114833354A说明书1/4页一种激光增材制造方法技术领域[0001]本申请涉及激光加工技术领域，特别涉及一种激光增材制造方法。背景技术[0002]金属激光增材制造技术是一种新型成形技术，通过逐层堆积成形实现零部件的制造，具有流程短、材料利用率高、可成形复杂结构等优点。铜合金具有优良的导热、导电性能，广泛使用于电力电子、电动汽车、仪器仪表等领域。通过增材制造技术制造铜材料的零部件，可以克服传统加工技术的不足，拓宽产品结构设计空间，实现复杂结构的快速制造，采用增材制造技术制造铜材料的零部件具有非常广阔的应用前景。目前，针对铜及铜合金的增材制造，可见报道有通过激光选区熔化(SLM)、电弧‑激光送丝复合增材、红外‑蓝光双光束增材制造等方法来进行。其中激光选区熔化目前打印效率低，成本高；电弧‑激光送丝复合虽然能提高效率，