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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109926584A(43)申请公布日2019.06.25(21)申请号201910169132.X(22)申请日2019.03.06(71)申请人上海工程技术大学地址201620上海市松江区龙腾路333号(72)发明人何博高双兰亮谭志俊金鑫源(74)专利代理机构上海唯智赢专利代理事务所(普通合伙)31293代理人李明洁(51)Int.Cl.B22F3/105(2006.01)B33Y10/00(2015.01)B33Y30/00(2015.01)B23K26/00(2014.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种增材制造和表面抛光同步加工方法及装置(57)摘要一种增材制造和表面抛光同步加工方法及装置,在增材制造零件的逐层成型加工过程中,当某一片层中选定空间的粉末被激光熔化成型为熔覆层后,先对该熔覆层的内轮廓面和/或外轮廓面进行超快激光扫描抛光处理,消除内轮廓面和/或外轮廓面上选定区域内的多余材料,再进行下一片层的熔覆层激光成型加工,直至整个增材制造零件的内轮廓面和/或外轮廓面上所有选定区域内的多余材料消除完毕。本方法可直接去除金属表面材料并释放增材制造所产生的残余应力;增材制造工艺与表面抛光工艺同步进行的工艺路线,可以对任何复杂空腔金属增材制件内表面与外表面进行抛光处理,克服了后续的激光抛光或机械加工无法对构件空腔内表面进行抛光的技术难题。CN109926584ACN109926584A权利要求书1/1页1.一种增材制造和表面抛光同步加工方法,其特征在于:在增材制造零件的逐层成型加工过程中,当某一片层中选定空间的增材粉末(19)被激光熔化成型为熔覆层后,先对该熔覆层的内轮廓面和/或外轮廓面进行超快激光扫描抛光处理,消除内轮廓面和/或外轮廓面上选定区域内的多余材料,再进行下一片层的熔覆层激光成型加工,直至整个增材制造零件的内轮廓面和/或外轮廓面上所有选定区域内的多余材料消除完毕。2.根据权利要求1所述的增材制造和表面抛光同步加工方法,其特征在于:每层熔覆层的超快激光扫描抛光的次数为环绕内轮廓面和/或外轮廓面进行的1~6次。3.根据权利要求1所述的增材制造和表面抛光同步加工方法,其特征在于:所述多余材料包括不同角度的片层台阶(16)和/或不同尺寸的粘附粉末(17)。4.根据权利要求1所述的增材制造和表面抛光同步加工方法,其特征在于:所述增材粉末(19)为金属粉末、半导体材料粉末、陶瓷材料粉末或梯度材料粉末;如果增材粉末(19)为金属粉末,所述金属粉末为钛合金金属粉末、高温合金金属粉末、铁基合金金属粉末、铝镁合金金属粉末、难熔合金金属粉末或非晶合金金属粉末。5.根据权利要求1所述的增材制造和表面抛光同步加工方法,其特征在于:所述超快激光为皮秒激光、飞秒激光。6.一种增材制造和表面抛光同步加工装置,其特征在于:成形室(2)内充满由惰性保护气源(1)供气的惰性保护气体;成形室(2)内的水平工作台上配置有能够被驱动垂直升降的成型缸(9);成型缸(9)两侧的工作台台面上分别设有粉末储存缸(10)和粉末收集缸(7),粉末储存缸(10)能够被驱动垂直升降;工作台面上方的成形室(2)内设有能够被驱动在粉末储存缸(10)和粉末收集缸(7)之间往复移动的铺粉刷(11),铺粉刷(11)将粉末储存缸(10)内的粉末平推至成型缸(9)上,或者将成型缸(9)上的粉末平推至粉末收集缸(7)内;成型缸(9)上方的成形室(2)内设有AM激光发射端(5)和超快激光发射端(6),两个激光发射端安装在导轨(4)上、能够在驱动下沿导轨(4)在加工区域范围内水平移动;两个激光发射端分别通过光纤(3)与AM激光器(12)和超快激光器(13)连接;成型缸(9)、粉末储存缸(10)、AM激光器(12)、超快激光器(13)、AM激光发射端(5)、超快激光发射端(6)和铺粉刷(11)分别与控制模块(14)电连接,控制模块(14)与计算机电连接。7.根据权利要求6所述的增材制造和表面抛光同步加工装置,其特征在于:所述控制模块(14)为运动控制卡或者运动控制器。8.根据权利要求6所述的增材制造和表面抛光同步加工装置,其特征在于:所述导轨(4)为方形导轨、三角形导轨或者“田”字形导轨。9.根据权利要求6所述的增材制造和表面抛光同步加工装置,其特征在于:所述超快激光发射端(6)发射激光的入射角度可调。10.根据权利要求6所述的增材制造和表面抛光同步加工装置,其特征在于:所述AM激光器(12)发射激光的类型为连续激光,波长为1064nm,功率为100~1000W,光斑直径为50~200μm,扫描速度为50~2000mm/s;超快激光器(13)发射激光的类型为脉冲激光,频率为1kHz~1000kH