用于粉末床制作或修复的二极管激光器光纤阵列的制作方法

文档序号:13221720阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种在粉末床中形成构造的方法,包括:将多个激光束从二极管激光器光纤阵列的所选光纤发射到所述粉末床上,所述阵列的所述所选光纤对应于所述构造的层的模式;以及使对应于所述构造的所述层的所述模式的所述粉末床中的粉末同时熔融。2.如权利要求1所述的方法,进一步包括:控制每个激光束的持续时间、每个二极管激光器的脉冲能量、每个二极管激光器的脉冲宽度、每个二极管激光器的平均输出功率、每个激光束的能量分布、每个激光束的功率密度、每个激光束的功率的减少的速率和/或所述光纤的末端离所述粉末床的距离中的至少一个。3.如权利要求2所述的方法,其中每个二极管激光器的所述平均输出功率多达大约60W。4.如权利要求2所述的方法,其中每个二极管激光器的所述平均输出功率在大约2W至大约60W之间。5.如权利要求2所述的方法,其中每个激光束的所述功率密度是大约1000000W/cm2。6.如权利要求2所述的方法,其中所述光纤的所述末端离所述粉末床的所述距离在大约5mm至大约150mm之间。7.如权利要求2所述的方法,其中每个激光束的所述能量分布是高斯或顶环。8.如权利要求1所述的方法,其中所述粉末是金属、陶瓷、玻璃或塑料。9.如权利要求1所述的方法,进一步包括:从至少邻近所述层的所述模式的光纤发射激光束;以及对邻近所述构造的所述层的所述粉末的所述粉末加热来控制熔融粉末的冷却速率。10.如权利要求9所述的方法,其中对邻近所述层的所述粉末的所述粉末加热包括在以下中的至少一个对所述粉末加热:使所述层的所述模式的所述粉末同时熔融之前和/或期间和/或之后。11.如权利要求9所述的方法,其中对邻近所述模式的所述粉末加热的所述激光束的功率密度在从大约100W/cm2至大约100000W/cm2的范围中。12.如权利要求1所述的方法,其中每个层的厚度在大约1μm至大约1mm之间。13.如权利要求12所述的方法,其中每个层的厚度是大约100μm。14.如权利要求1所述的方法,其中所述构造是组件修复。15.如权利要求14所述的方法,其中所述组件是涡轮机组件。16.如权利要求15所述的方法,其中所述涡轮机组件是机翼。17.如权利要求1所述的方法,其中所述构造是涡轮机的组件。18.如权利要求17所述的方法,其中所述组件是机翼。19.如权利要求1所述的方法,进一步包括:重复所述发射和同时熔融来形成所述构造的多个层。20.如权利要求1所述的方法,进一步包括:允许熔融粉末冷却和凝固。21.如权利要求1所述的方法,进一步包括:使所述所选光纤和所述粉末床相对于彼此移动;以及在相对移动期间同时控制所述所选光纤的所述二极管激光器。22.一种用于在粉末床中形成构造的设备,包括:二极管激光器光纤阵列,包括多个二极管激光器和对应于所述多个二极管激光器的多个光纤,每个光纤配置成从相应二极管激光器接收激光束并且配置成发射所述激光束;配置成支承粉末床或组件的支承,配置成在离所述光纤末端一定距离支承所述粉末床;以及控制器,配置成控制所述二极管激光器光纤阵列以将多个激光束从所述二极管激光器光纤阵列的所选光纤发射到所述粉末床上,所述阵列的所述所选光纤对应于所述构造的层的模式,并且使对应于所述构造的所述层的所述模式的所述粉末床中的所述粉末同时熔融。23.如权利要求22所述的设备,其中所述控制器进一步配置成控制每个激光束的持续时间、每个二极管激光器的脉冲能量、每个二极管激光器的脉冲宽度、每个二极管激光器的平均输出功率、每个激光束的能量分布、每个激光束的功率密度、每个激光束的功率的减少的速率和/或所述光纤的末端离所述粉末床的距离中的至少一个。24.如权利要求22所述的设备,其中所述控制器进一步要控制所述二极管激光器光纤阵列来从邻近所述层的所述模式的光纤发射激光束并且对邻近所述构造的所述层的所述粉末的所述粉末加热来控制熔融粉末的冷却速率。25.如权利要求24所述的设备,其中所述控制器配置成控制所述二极管激光器光纤阵列以在以下中的至少一个对邻近所述层的所述粉末的所述粉末加热:在所述层的所述模式的所述粉末同时熔融之前和/或期间。26.如权利要求22所述的设备,其中所述光纤在多个线性阵列中提供。27.如权利要求26所述的设备,其中所述多个线性阵列采用密集配置来布置。28.如权利要求22所述的设备,其中每个光纤包括芯、环绕所述芯的覆层和环绕所述覆层的缓冲区。29.如权利要求28所述的设备,其中所述芯和所述覆层由硅石形成,并且所述芯的折射率大于所述覆层的折射率。30.如权利要求29所述的设备,其中所述芯的直径是从大约60μm至大约105μm。31.如权利要求30所述的设备,其中所述覆层的厚度是大约10μm。32.如权利要求31所述的设备,其中所述缓冲区由丙烯酸盐或聚酰亚胺形成。33.如权利要求32所述的设备,其中所述缓冲区的厚度是大约62μm。34.如权利要求28所述的设备,其中每个光纤的直径是大约250μm。35.如权利要求22所述的设备,其中所述光纤具有圆形横截面。36.如权利要求22所述的设备,进一步包括:至少一个透镜,所述至少一个透镜配置成使所述激光束准直。37.如权利要求22所述的设备,进一步包括:至少一个透镜,所述至少一个透镜配置成向所述激光束中的每个提供预定发散。38.如权利要求22所述的设备,进一步包括:致动器,配置成使所述支承移动,其中所述控制器配置成控制所述致动器来调整所述粉末床与所述光纤的所述末端之间的距离。
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