宽带激光熔覆同步激光清洗打磨复合增材加工装置与方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115229212A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210852773.7B22F12/53(2021.01)(22)申请日2022.07.19B24B27/033(2006.01)B08B7/00(2006.01)(71)申请人南京中科煜宸激光技术有限公司B08B13/00(2006.01)地址210046江苏省南京市经济开发区栖B33Y10/00(2015.01)霞大道68号B33Y30/00(2015.01)(72)发明人沈浩蒋士春周文超张华健B33Y40/20(2020.01)邢飞唱丽丽(74)专利代理机构南京行高知识产权代理有限公司32404专利代理师王培松王菊花(51)Int.Cl.B22F12/00(2021.01)B22F10/25(2021.01)B22F10/64(2021.01)B22F10/68(2021.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称宽带激光熔覆同步激光清洗打磨复合增材加工装置与方法(57)摘要本发明提供一种宽带激光熔覆同步激光清洗打磨复合增材加工装置与方法，在机床横梁或机械手上同时搭载宽带激光熔覆头、钢丝轮打磨头以及激光清洗加工头构成的复合加工头，激光清洗加工头在熔覆方向上置于宽带熔覆头的一侧，钢丝轮打磨头位于另一侧，三者被驱动沿着熔覆方向同步移动。在熔覆开始之前，通过整个复合加工头除工件表面油污及杂物。在熔覆过程中，工件做回转运动，前一道熔覆层会先通过钢丝轮打磨头去除表面产生的大颗粒氧化皮，随后经过激光清洗头去除表面微小氧化物，从而避免下一道熔覆层在搭接过程将氧化物覆盖在涂层内部，提高熔覆前处理生产效率还能够有效净化熔覆道搭接区域，提高熔覆层盐雾腐蚀性能。CN115229212ACN115229212A权利要求书1/2页1.一种宽带激光熔覆同步激光清洗打磨复合增材加工装置，其特征在于，包括：回转工作台(100)，被设置用于提供轴类工件(101)的水平支撑并可驱动轴类工件(101)沿着其纵长轴线做回转运动；复合加工装置(10)，朝向所述轴类工件(101)的表面，被设置用于在所述轴类工件(101)表面按照预定路径制备涂层；其中，所述复合加工装置包括位于同一加工设备上的宽带激光熔覆加工头(11)、钢丝轮打磨头(20)以及激光清洗加工头(30)；所述钢丝轮打磨头(20)以及激光清洗加工头(30)分别位于宽带激光熔覆加工头(11)不同的两侧，并且三者被设置成沿着轴类工件(101)的纵长轴线方向直线移动，定义为熔覆方向，使得在轴类工件(101)的表面呈螺旋线型轨迹；所述宽带激光熔覆加工头(11)，用于按照预定的熔覆工艺以及螺旋线型轨迹在轴类工件(101)的表面形成宽带光斑，对送至轴类工件(101)的表面的粉末进行熔覆，形成一定宽度的第n道次的螺旋线型宽带熔覆层，n＝1,2,3,…,N，N表示根据熔覆工艺确定的总道次；所述钢丝轮打磨头(20)，沿着熔覆方向设置在所述宽带激光熔覆加工头(11)的一侧位置，用于对上一道次的熔覆层进行打磨，在轴类工件(101)回转运动过程中去除表面大颗粒氧化皮；所述激光清洗加工头(30)，沿着熔覆方向设置在所述宽带激光熔覆加工头(11)相对的另一侧，并位于钢丝轮打磨头(20)相对的位置，所述激光清洗加工头(30)用于向轴类工件(101)表面投射激光清洗光斑，所述激光清洗光斑用于对轴类工件(101)表面成型的熔覆层进行激光清洗，去除打磨生成的表面微小氧化物。2.根据权利要求1所述的宽带激光熔覆同步激光清洗打磨复合增材加工装置，其特征在于，所述钢丝轮打磨头(20)、激光清洗加工头(30)以及宽带激光熔覆加工头(11)被设置成同步地被驱动沿着轴类工件(101)的纵长轴线方向直线移动。3.根据权利要求1所述的宽带激光熔覆同步激光清洗打磨复合增材加工装置，其特征在于，所述宽带激光熔覆加工头(11)在所述轴类工件(101)的表面熔覆金属粉末形成的多道次的熔覆层的搭接率大于等于30％。4.根据权利要求1所述的宽带激光熔覆同步激光清洗打磨复合增材加工装置，其特征在于，所述激光清洗加工头(30)向轴类工件(101)表面投射的激光清洗光斑的尺寸大于等于单道次的熔覆层的宽度尺寸。5.根据权利要求1所述的宽带激光熔覆同步激光清洗打磨复合增材加工装置，其特征在于，所述激光清洗加工头(30)向轴类工件(101)表面投射的激光清洗光斑为矩形光斑。6.根据权利要求1‑5中任意一项所述的宽带激光熔覆同步激光清洗打磨复合增材加工装置，其特征在于，定义钢丝轮打磨头(20)与宽带激光熔覆加工头(11)在熔覆方向上的间距为d，则激光清洗头与宽带激光熔覆加工头(11)在熔覆方向上的间距为2d。7.根据权利要求6所述