一种双光束高表面质量的快速增材制造设备的制作方法

本实用新型涉及一种双光束高表面质量的快速增材制造设备，属于增材制造技术领域，适用于基于粉末的增材制造。

背景技术：

增材制造技术是一种将材料依据所需加工产品的三维数字模型进行添加、融合制备的工艺技术。与传统加工方式的主要区别在于，是通过将材料层层叠加的方式实现加工。其中，铺粉式3D打印技术是目前较为成熟的、主要的3D打印成形技术之一。当加工时，在加工平面上均匀地铺一层材料粉末，粉末厚度往往根据加工工艺决定。其后，控制系统控制激光器输出激光，经由振镜在粉层上扫描加工图形。扫描后的部分即熔化，后又重新与粉层下方的零件一起凝固为实体，而其余部分仍为粉末状态。通过以一层层粉末层不断的熔化、凝固，逐渐叠加，最终成形为所需产品。

传统增材制造过程中，整个幅面均采用同样大小光斑，光斑过大时，加工效率高，但表面粗糙度高，表面质量差；光斑过小时，零件表面质量较好，但加工效率低。

技术实现要素：

本实用新型提供一种双光束高表面质量快速增材制造设备，既可以提高加工效率，又可以提高表面质量。

一种双光束高表面质量的快速增材制造设备，包括第一激光增材装置，第一激光增材装置包括第一激光器201、第一准直镜202、第一动态聚焦镜203和第一振镜204，其中，第一激光器201发出的发散光，经过第一准直镜202准直为平行光后，进入第一动态聚焦镜203汇聚成大光斑，再经振镜204投射在加工平面401上，投射在加工平面401上的光斑为大光斑，其特征在于，还包括第二激光增材装置，第二激光增材装置包括第二激光器301、第二准直镜302、第二动态聚焦镜303和第二振镜304，第二激光器301发出的发散光，经过第二准直镜302准直为平行光后，进入第二动态聚焦镜303汇聚成小光斑，再经第二振镜304投射在加工平面401上；其中，第一激光增材装置在加工平面401上汇聚成大光斑，第二激光增材装置在加工平面401上汇聚成小光斑；第一激光增材装置用于加工平面401的零件的内部“核”部分102的加工，第二激光增材装置用于对零件的外表面层“壳”部分101进行加工。

所述的第一激光增材装置和所述的第二激光增材装置同时工作。

所述的第一激光增材装置和所述的第二激光增材装置单独工作，所述的第一激光增材装置先工作，先完成加工平面401的零件的内部“核”102部分的加工，然后第二激光增材装置再对加工平面401的零件的外表面层“壳”进行加工。

所述的第一激光增材装置和所述的第二激光增材装置单独工作，所述的第二激光增材装置先在加工平面401的零件的外表面层“壳”进行加工，然后第一激光增材装置再进行工作，完成加工平面401的零件的内部“核”102部分的加工。

本实用新型的有益效果：传统增材制造过程中，整个幅面均采用同样大小光斑，光斑过大时，加工效率高，但表面粗糙度高，表面质量差；光斑过小时，零件表面质量较好，但加工效率低，本实用新型可以生产高表面质量的3D打印产品，既提高了加工效率，又提高了表面质量。

附图说明

图1、本实用新型加工产品的加工平面示意图；

图2、本实用新型结构示意图。

具体实施方式

一种双光束高表面质量的快速增材制造设备，包括第一激光增材装置，第一激光增材装置包括第一激光器201、第一准直镜202、第一动态聚焦镜203和第一振镜204，其中，第一激光器201发出的发散光，经过第一准直镜202准直为平行光后，进入第一动态聚焦镜203汇聚成大光斑，再经振镜204投射在加工平面401上，投射在加工平面401上的光斑为大光斑，其特征在于，还包括第二激光增材装置，第二激光增材装置包括第二激光器301、第二准直镜302、第二动态聚焦镜303和第二振镜304，第二激光器301发出的发散光，经过第二准直镜302准直为平行光后，进入第二动态聚焦镜303汇聚成小光斑，再经第二振镜304投射在加工平面401上；其中，第一激光增材装置在加工平面401上汇聚成大光斑，第二激光增材装置在加工平面401上汇聚成小光斑；第一激光增材装置用于加工平面401的零件的内部“核”部分102的加工，第二激光增材装置用于对零件的外表面层“壳”部分101进行加工。

所述的第一激光增材装置和所述的第二激光增材装置同时工作。

所述的第一激光增材装置和所述的第二激光增材装置单独工作，所述的第一激光增材装置先工作，先完成加工平面401的零件的内部“核”102部分的加工，然后第二激光增材装置再对加工平面401的零件的外表面层“壳”进行加工。

所述的第一激光增材装置和所述的第二激光增材装置单独工作，所述的第二激光增材装置先在加工平面401的零件的外表面层“壳”进行加工，然后第一激光增材装置再进行工作，完成加工平面401的零件的内部“核”102部分的加工。

本实用新型提供一种双光束高表面质量的快速增材制造设备，首先将被加工零件分成位于零件表面的“壳”和位于零件内部的实体“核”两部分，核部分为实体，采用大的激光光斑进行加工，壳部分采用小的激光光斑进行加工。

所述壳位于被加工零件内外表面，增材制造设备中一束光可形成小光斑，使用小光斑在零件表面逐一扫描，提高加工的分辨率，零件表面粗糙度低，进而提高零件的表面质量。

所述核位于零件内部，紧贴零件壳，属于零件的实体部分，增材制造设备中另一束光可形成大光斑，使用大光斑对核部分进行加工，大光斑加工面积比小光斑大，可提高加工效率。

上述壳和核部分紧贴在一起，或者有一部分重叠，可使加工后的壳和核不分离，减少加工零件内部的缺陷。

为了更好地说明本实用新型的目的和优点，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的高表面质量快速增材制造方法，将被加工零件分成位于零件表面的“壳”101和位于零件内部的实体“核”102两部分，核102部分为实体，采用大的激光光斑进行加工，壳101部分采用小的激光光斑进行加工。

壳101位于被加工零件内外表面，激光器301发出的发散光，经过准直镜302准直为平行光后，进入动态聚焦镜303汇聚成小光斑，再经振镜304投射在加工平面401上，小光斑在壳101区域扫描，提高了加工的分辨率，零件表面粗糙度低，进而提高零件的表面质量。

核102位于零件内部，紧贴零件壳101，属于零件的实体部分，激光器201发出的发散光，经过准直镜202准直为平行光后，进入动态聚焦镜203汇聚成大光斑，再经振镜204投射在加工平面401上，大光斑在核102区域扫描，加工效率比小光斑高。

壳101和核102部分紧贴在一起，或者有一部分重叠，可使加工后的壳和核不分离，减少加工零件内部的缺陷。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。