CH715701B1 - Laser additive manufacturing system comprising a laser metal coating system and a synchronized laser polishing system. - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine additive Fertigungsanlage, die eine Lasermetallbeschichtungsanlage und eine Laserpolieranlage umfasst. Die Lasermetallbeschichtungsanlage umfasst ein Bewegungsystem der z-Achse, das einen koaxialen Pulverzuführlaserkopf (2) umfasst, eine drehbare Bearbeitungsplattform (3) und eine Kreuzschlittenverbindungsplattform der X-Y-Achse (4). Die Laserpolieranlage umfasst einen Laserkopf (1). Der Pulverzuführlaserkopf (2) und der Laserkopf (1) der Laserpolieranlage sind parallel entlang der Z-Achse des Bewegungssystems angeordnet. Die Kreuzschlittenverbindungsplattform der X-Y-Achse umfasst eine X-Achsen-Bewegungsplattform und eine Y-Achsen-Bewegungsplattform, die jeweils von AC-Motoren für eine horizontale Bewegung in X- bzw. Y-Richtung antreibbar sind. Die drehbare Bearbeitungsplattform (3) ist auf der Y-Achsen-Bewegungsplattform der Kreuzschlittenverbindungsplattform (4) befestigt. Die drehbare Bearbeitungsplattform (3) umfasst eine um die X-Achse rotierende Stützplattform und ein um die z-Achse rotierendes Futter, die jeweils von AC-Servormotoren steuerbar sind. Die X-Achsen-Bewegungsplattform ist direkt unterhalb der beiden parallel zueinander angeordneten Laserköpfe (1), (2) installiert. Die mit dem Pulverzuführlaserkopf (2) aufgebrachten Schichten können nach jedem Beschichtungsschritt mit dem Laserkopf der Laserpolieranlage poliert werden, so dass die Oberflächenrauheit der Schichten effektiv reduziert werden können.The invention relates to an additive manufacturing system which comprises a laser metal coating system and a laser polishing system. The laser metal coating system includes a z-axis movement system that includes a coaxial powder feed laser head (2), a rotatable processing platform (3), and an X-Y-axis cross slide connection platform (4). The laser polishing system includes a laser head (1). The powder feed laser head (2) and the laser head (1) of the laser polishing system are arranged in parallel along the Z-axis of the movement system. The cross slide connection platform of the X-Y-axis comprises an X-axis movement platform and a Y-axis movement platform, each of which can be driven by AC motors for a horizontal movement in the X and Y directions. The rotatable processing platform (3) is mounted on the Y-axis movement platform of the compound slide connection platform (4). The rotatable processing platform (3) comprises a support platform rotating about the X axis and a chuck rotating about the Z axis, each of which can be controlled by AC servo motors. The X-axis movement platform is installed directly below the two parallel laser heads (1), (2). The layers applied with the powder feed laser head (2) can be polished with the laser head of the laser polishing machine after each coating step, so that the surface roughness of the layers can be effectively reduced.
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf das technische Gebiet der laseradditiven Fertigungsanlage, insbesondere auf eine synchrone Laserpolieranlage auf Basis der bestehenden laseradditiven Fertigung. The invention relates to the technical field of laser additive manufacturing systems, in particular to a synchronous laser polishing system based on the existing laser additive manufacturing.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
[0002] Laser Additives Manufacturing (LAM) ist eine der vielversprechendsten fortgeschrittenen Fertigungstechnologien, die auch als dreidimensionaler (3D) Druck bezeichnet wird. Dabei werden die Teile Schicht für Schicht gefertigt, sodass es sich um die beste Lösung zur Herstellung einer endkonturnahen Komponente handelt. Es wird nicht nur in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Energieerzeugung und biologische Medizin eingesetzt, sondern hat auch eine sehr wichtige strategische Bedeutung für die entwicklungsorientierte Fertigungsindustrie. Laser Additive Manufacturing (LAM) is one of the most promising advanced manufacturing technologies, also known as three-dimensional (3D) printing. The parts are manufactured layer by layer so that it is the best solution for manufacturing a near-net-shape component. Not only is it used in the aerospace, power generation and biological medicine sectors, but it is also of very important strategic importance for the development-oriented manufacturing industry.
[0003] Gemäß den verschiedenen Arten der Pulverzuführung beinhaltet LAM den Lasermetallbeschichtungsprozess (LMD), der durch die synchrone Pulverzuführung und den selektiven Laserschmelzprozess (SLM) gekennzeichnet ist, charakterisiert durch ein Pulverbett. Unter anderem wird der LMD-Prozess mit der traditionellen Dreh- oder Frästechnologie kombiniert, um die Vorteile verschiedener Materialien voll auszuschöpfen. Auf diese Weise erreicht man eine insgesamt hohe Leistung bei gleichzeitig niedrigen Kosten für die Verarbeitung und Fertigung von Metallteilen. According to the various types of powder supply, LAM includes the laser metal plating process (LMD), which is characterized by the synchronous powder supply and the selective laser melting process (SLM), characterized by a powder bed. Among other things, the LMD process is combined with traditional turning or milling technology in order to fully exploit the advantages of various materials. In this way, an overall high performance is achieved with low costs for processing and manufacturing metal parts.
[0004] Die dynamischen Eigenschaften der Temperaturverteilung und des Erstarrungsverhaltens des Schmelzbades während der LMD-Technologie haben jedoch direkten Einfluss auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften. Insbesondere die schnelle Schmelz- und Erstarrungsgeschwindigkeit von LMD führt dazu, dass das Gas im Schmelzbad nicht genügend Überlaufzeit hat und beim Erstarrungsprozess Poren bildet. Hohe Temperaturen führen zu Spritzern im Schmelzbad, so dass die Spritzerpulverpartikel an der Sedimentschicht haften bleiben, was zu einer schlechten Zwischenlagenbindung und großen Zwischenlagen-Infusionsdefekten führt. Dadurch entsteht nicht nur ein seitlicher Schritteffekt mit schlechter Genauigkeit und höhere Oberflächenrauheit, sondern auch die Spannungskonzentration am Rand der Poren ist oft der Risseinleitungspunkt, der die weitere praktische Anwendung der LMD-Technologie einschränkt. However, the dynamic properties of the temperature distribution and the solidification behavior of the molten bath during LMD technology have a direct influence on the microstructure and the mechanical properties. In particular, the fast melting and solidification speed of LMD means that the gas in the melt pool does not have enough overflow time and forms pores during the solidification process. High temperatures lead to splashes in the weld pool, so that the splash powder particles adhere to the sediment layer, which leads to poor interlayer bonding and large interlayer infusion defects. This not only creates a lateral step effect with poor accuracy and higher surface roughness, but also the stress concentration at the edge of the pores is often the crack initiation point, which limits the further practical application of the LMD technology.
[0005] Als neues Bearbeitungsverfahren hat das Laserpolieren (LP) viele Vorteile, wie z.B. berührungslose, mikroselektive, präzise oder hochpräzise Feinkristallhärtung, Umweltschutz und hohe Effizienz, die die Korrosions- und Ermüdungsbeständigkeit verschiedener Materialien erhöhen können. Es schmilzt mit einem Laserstrahl eine dünne Oberflächenschicht erneut und glättet anschließend die Oberflächenrauheit, indem er die Oberflächenspannung und Schwerkraft im Schmelzbad nutzt. As a new machining method, laser polishing (LP) has many advantages such as non-contact, micro-selective, precise or high-precision fine crystal hardening, environmental protection and high efficiency, which can increase the corrosion and fatigue resistance of various materials. It melts a thin surface layer again with a laser beam and then smooths the surface roughness by using the surface tension and gravity in the weld pool.
[0006] In jüngster Zeit haben Wissenschaftler im In- und Ausland die LP-Technologie eingesetzt, um die Oberflächengenauigkeit von AM-Bauteilen zu verbessern und deren Oberflächenrauheit zu reduzieren. Yingchun Guan, et al. (Beihang University, China) untersuchten die Mikrostruktur und Eigenschaften von laserpolierten Titanlegierungen bzw. Superlegierungen auf Nickelbasis und reduzierten die Oberflächenrauheit auf weniger als 0,2 µm. E. Yasa und J-P. Kruth (University of Leuven, Belgien) verwendeten LP, um die Oberflächenporosität und - rauheit von AM 316L Teilen zu reduzieren. S. Marimuthu, et al. (Coventry University, Großbritannien) untersuchten den Einfluss verschiedener LP-Parameter (Scangeschwindigkeit, Laserleistung, Überlappungsrate, etc.) auf die Oberflächenqualität von AM Ti-6A1-4V B. Rosa, et al. (Institutde Recherche en Communications et Cybernetique de Nantes, Frankreich) untersuchten die LP in 316L-Teilen. D. Bhaduri, et al. (University of Birmingham, UK) verwendeten verschiedene Laserenergiedichten, um die Oberflächenrauheit von AM-Teilen zu untersuchen. Die Hong Kong Polytechnic University untersuchte die LP in AM-Oberfläche auf Ti6A14V, Nickel 625 und CoCr-Legierung. Recently, scientists at home and abroad have used LP technology to improve the surface accuracy of AM components and reduce their surface roughness. Yingchun Guan, et al. (Beihang University, China) investigated the microstructure and properties of laser-polished titanium alloys and nickel-based superalloys and reduced the surface roughness to less than 0.2 µm. E. Yasa and J-P. Kruth (University of Leuven, Belgium) used LP to reduce the surface porosity and roughness of AM 316L parts. S. Marimuthu, et al. (Coventry University, Great Britain) examined the influence of different LP parameters (scan speed, laser power, overlap rate, etc.) on the surface quality of AM Ti-6A1-4V B. Rosa, et al. (Institutde Recherche en Communications et Cybernetique de Nantes, France) examined the LP in 316L parts. D. Bhaduri, et al. (University of Birmingham, UK) used different laser energy densities to study the surface roughness of AM parts. Hong Kong Polytechnic University examined the LP in AM surface on Ti6A14V, Nickel 625 and CoCr alloy.
[0007] Diese LP von AM-Teilen sind jedoch meist auf die Ebene oder die geneigte Ebene konzentriert, und die Struktur ist relativ einfach. Obwohl K.C. Yung, et al. (Hong Kong Polytechnic University) LP auf konkave Oberflächen von AM CoCr-Legierungsteilen durchgeführt haben, wurde diese Studie nach Fertigstellung der AM-Teile mit einem Laser poliert, womit man keinen einstufigen Bearbeitungsmodus bilden kann, bei dem AM und Laserpolieren gleichzeitig durchgeführt werden. Darüber hinaus wird das LMD-Verfahren häufig zum Formen komplexer Teile eingesetzt, wie z.B. freitragende Strukturen mit großer Biegung und gekrümmter Innen-/Außenwandteile mit hohem Tiefen-Durchmesser-Verhältnis, das oft durch den Fahrbereich der Polierplattform begrenzt ist. Dadurch kann der Laserstrahl beim Laserpolieren nicht die vorgegebene Position erreichen, so dass die optimalen Polierparameter nicht erreicht werden können. Obwohl einige ausländische Wissenschaftler den Einfallswinkel des Laserstrahls durch Einstellen des Scan-Galvanometers anpassen, ist der Scanbereich dieser Art von Einfallswinkel begrenzt und kann nur ± 10° erreichen. Man beachte, dass die Erforschung des Laserpolierens als Ausleger mit Struktur mit großer Biegung und gekrümmte Innen-/Außenwandteilen mit hohem Tiefen-Durchmesser-Verhältnis ernsthaft unzureichend ist. However, these LP of AM parts are mostly concentrated in the plane or the inclined plane, and the structure is relatively simple. Although K.C. Yung, et al. (Hong Kong Polytechnic University) performed LP on the concave surfaces of AM CoCr alloy parts, this study was laser polished after the AM parts were completed, which does not allow for a one-step machining mode in which AM and laser polishing are performed simultaneously. In addition, the LMD process is widely used to shape complex parts such as Self-supporting structures with large curvatures and curved inner / outer wall parts with a high depth-to-diameter ratio, which is often limited by the travel range of the polishing platform. As a result, the laser beam cannot reach the specified position during laser polishing, so that the optimal polishing parameters cannot be achieved. Although some foreign scientists adjust the angle of incidence of the laser beam by adjusting the scanning galvanometer, the scanning range of this type of angle of incidence is limited and can only reach ± 10 °. It should be noted that research into laser polishing as a cantilever having a structure with a large curvature and curved inner / outer wall parts with a high depth-to-diameter ratio is seriously insufficient.
[0008] Daher kann die Entwicklung einer synchronisierten Laserpolieranlage auf der Grundlage des bestehenden LAM mit hoher Poliereffizienz, hohem Automatisierungsgrad, Umweltschutz, die die Oberflächengenauigkeit komplexer LMD-Teile verbessert, ein einstufiges Laserpolierverfahren bilden, was für wissenschaftliche Forscher zu einem dringenden Problem geworden ist. Therefore, the development of a synchronized laser polishing machine based on the existing LAM with high polishing efficiency, high degree of automation, environmental protection, which improves the surface accuracy of complex LMD parts, can constitute a one-step laser polishing process, which has become an urgent problem for scientific researchers.
ZusammenfassungSummary
[0009] Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Laseradditive Fertigungsanlage umfassend eine Lasermetallbeschichtungsanlage (LMD) und eine synchrone Laserpolieranlage bereitzustellen, die die Oberfläche und den Seitenbereich der ersten Schicht, der zweiten Schicht, der dritten Schicht, etc., bzw. der N-ten Schicht gleichzeitig mit dem AM-Umformen polieren kann. Und es bildet einen einstufigen Bearbeitungsmodus, bei dem AM und Laserpolieren gleichzeitig durchgeführt werden können. Es kann nicht nur das Problem des großflächigen Polierens von AM-Teilen mit großer Biegung der Auslegerstruktur lösen, sondern auch das Problem des Lasereinfallswinkels bei gekrümmten Innen-/Außenwandteilen mit hohem Tiefen-Durchmesser-Verhältnis. Je nach Polierung der einzelnen Depositionsschichten wird das Problem der Pulverspritzer und der Haftung während der LMD-Deposition effektiv verbessert, was eine gute Grundlage für die Deposition der nächsten Schicht bildet und die Oberflächenrauheit der fertigen LMD-Teile effektiv reduziert. It is the object of the invention to provide a laser additive manufacturing system comprising a laser metal coating system (LMD) and a synchronous laser polishing system that covers the surface and the side area of the first layer, the second layer, the third layer, etc., or the N -th layer can polish at the same time as AM forming. And it forms a one-step machining mode where AM and laser polishing can be done at the same time. Not only can it solve the problem of large-area polishing of AM parts with a large curvature of the cantilever structure, but also the problem of the laser incidence angle for curved inner / outer wall parts with high depth-to-diameter ratio. Depending on the polishing of the individual deposition layers, the problem of powder splash and adhesion during the LMD deposition is effectively improved, which forms a good basis for the deposition of the next layer and effectively reduces the surface roughness of the finished LMD parts.
[0010] Die Erfindung bezieht sich auf eine Laseradditive Fertigungsanlage umfassend eine Lasermetallbeschichtungsanlage (LMD) und eine synchrone Laserpolieranlage. , wobei die Lasermetallbeschichtungsanlage ein Bewegungssystem der Z-Achse, eine drehbare Bearbeitungsplattform und eine Kreuzschlittenverbindungsplattform der X-Y-Achse umfasst, wobei das Bewegungssystem der Z-Achse einen koaxialen Pulverzuführlaserkopf einer LMD-Anlage umfasst, wobei die Laserpolieranlage einen Laserkopf des Laserpolierens umfasst; wobei die Positionen des Pulverzuführlaserkopfs und des Laserkopf des Laserpolierens parallel und entlang der z-Achse angeordnet sind, gesteuert durch ein Lasermetallbeschichtungssystem bzw. ein Laserpoliersystem; wobei die drehbare Bearbeitungsplattform, die auf der Kreuzschlittenverbindungsplattform der X-Y-Achse befestigt ist, mit einer um die X-Achse rotierenden Stützplattform und einem um die z-Achse rotierenden Futter, die jeweils von zwei AC-Servomotoren steuerbar sind, und dem auf der Stützplattform installierten Futter; wobei die Kreuzschlittenverbindungsplattform der X-Y Achse, eine X-Achsen-Bewegungsplattform, einen AC-Servomotor, der die horizontale Bewegung der X-Achse antreibt, eine Y-Achsen-Bewegungsplattform und einen AC-Servomotor, der die horizontale Bewegung der Y-Achse antreibt, umfasst; wobei die X-Achsen-Bewegungsplattform direkt unterhalb der beiden parallelen Laserköpfe installiert ist, und die Y-Achsen-Bewegungsplattform auf der X-Achsen-Bewegungsplattform installiert ist, und die drehbare Bearbeitungsplattform auf der Y-Achsen-Bewegungsplattform installiert ist. Gegenüber dem Stand der Technik hat die Erfindung folgende Vorteile: <tb>(1)<SEP>Die Erfindung kombiniert die bestehende Lasermetallbeschichtungstechnologie (LMD) mit der Laserpoliertechnik, die die Oberfläche und den Seitenbereich der ersten Schicht, der zweiten Schicht, der dritten Schicht, etc., bzw. der N-ten Schicht gleichzeitig mit der AM-Verformung polieren kann. Es kann nicht nur das großflächige Polierproblem bei AM-Teilen mit großer Biegung der Auslegerstruktur lösen, sondern auch das Lasereinfall-Winkelproblem bei gekrümmten Innen-/Außenwandteilen mit hohem Tiefen-Durchmesser-Verhältnis. <tb>(2)<SEP>Die Erfindung verbessert effektiv das Problem der Pulverspritzer und der Haftung während der LMD-Beschichtung, indem sie jede Beschichtungsschicht poliert, was eine gute Grundlage für die Beschichtung der nächsten Schicht bildet und die Oberflächenrauheit der fertigen LMD-Teile effektiv reduziert. <tb>(3)<SEP>Die Erfindung hat eine einfache Struktur, hohe Poliereffizienz, hohen Automatisierungsgrad, Umweltschutz, wodurch die Oberflächenrauheit reduziert und die wiederholte Bearbeitung einer großen Fläche auf komplexen LMD-Bauteilen realisiert werden kann, und es ist einfach, eine industrielle Anwendung zu realisieren.The invention relates to a laser additive manufacturing system comprising a laser metal coating system (LMD) and a synchronous laser polishing system. wherein the laser metal plating system comprises a Z-axis movement system, a rotatable processing platform, and an X-Y-axis compound slide connection platform, the Z-axis movement system including a coaxial powder feed laser head of an LMD system, the laser polishing system including a laser head of laser polishing; wherein the positions of the powder supply laser head and the laser head of laser polishing are arranged in parallel and along the z-axis, controlled by a laser metal plating system and a laser polishing system, respectively; wherein the rotatable processing platform, which is mounted on the cross slide connection platform of the XY-axis, with a support platform rotating around the X-axis and a chuck rotating around the z-axis, each controllable by two AC servo motors, and the one on the support platform installed lining; wherein the XY axis compound slide connection platform, an X axis movement platform, an AC servo motor that drives the horizontal movement of the X axis, a Y axis movement platform and an AC servo motor that drives the horizontal movement of the Y axis , includes; wherein the X-axis moving platform is installed directly below the two parallel laser heads, and the Y-axis moving platform is installed on the X-axis moving platform, and the rotary processing platform is installed on the Y-axis moving platform. Compared to the prior art, the invention has the following advantages: <tb> (1) <SEP> The invention combines the existing laser metal plating technology (LMD) with laser polishing technology, which covers the surface and side area of the first layer, the second layer, the third layer, etc., and the Nth layer, respectively can polish at the same time as the AM deformation. Not only can it solve the large area polishing problem with AM parts with large cantilever structure curvature, but also the laser incidence angle problem with curved inner / outer wall parts with high depth-to-diameter ratios. <tb> (2) <SEP> The invention effectively improves the problem of powder splatter and adhesion during LMD coating by polishing each coating layer, which forms a good basis for coating the next layer and improves the surface roughness of the finished LMD- Parts effectively reduced. <tb> (3) <SEP> The invention has a simple structure, high polishing efficiency, high degree of automation, environmental protection, which can reduce surface roughness and realize repetitive machining of a large area on complex LMD components, and it is easy to perform a to realize industrial application.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
[0011] <tb><SEP>Figur 1 ist eine schematische Darstellung der Gesamtstruktur der Erfindung; <tb><SEP>Figur 2 ist eine schematische Darstellung der drehbaren Bearbeitungsplattform der Erfindung; <tb><SEP>Figur 3 ist ein Strukturdiagramm der Kreuzschlittenverbindungsplattform der X-Y-Achse der Erfindung; <tb><SEP>Figur 4 ist eine schematische Darstellung des Poliervorgangs der Erfindung; <tb><SEP>Figur 5 ist eine schematische Darstellung von Metallteilen mit einer Auslegerstruktur mit großer Biegung; <tb><SEP>Figur 6 ist ein schematisches Diagramm der Innen-/Außenwandteile der gekrümmten Oberfläche mit hohem Tiefen-Durchmesser-Verhältnis.[0011] <tb> <SEP> Figure 1 is a schematic representation of the overall structure of the invention; <tb> <SEP> Figure 2 is a schematic representation of the rotatable machining platform of the invention; <tb> <SEP> Figure 3 is a structural diagram of the X-Y axis compound slide connection platform of the invention; <tb> <SEP> Figure 4 is a schematic representation of the polishing process of the invention; <tb> <SEP> Figure 5 is a schematic representation of metal parts having a cantilever structure with a large curvature; <tb> <SEP> Figure 6 is a schematic diagram of the inner / outer wall portions of the curved surface with high aspect ratio.
[0012] Die Bezeichnungen der Komponenten in den Abbildungen lauten wie folgt: <tb><SEP>1- Laserkopf des Laserpolierens; 2- Koaxialer Pulverzuführungs-Laserkopf der LMD; 3-Drehbare Bearbeitungsplattform; 4- Kreuzschlittenverbindungsplattform der X-Y-Achse; 31-AC-Servomotor zur Steuerung der Drehung der Stützplattform; 32- Stützplattform; 33-Spannfutter; 34 AC-Servomotor zur Steuerung der Drehung des Futters; 41- Y-Achsen-Bewegungsplattform; 42- X-Achsen-Bewegungsplattform; 43- AC-Servomotor zum Antreiben der Y-Achse; 44- AC-Servomotor zum Antreiben der X-Achse; 5- Ein Metallteil mit einer großen Biegung der Auslegerstruktur; 6- Metallsubstrat; 7- Die Innen-/Außenwandteile mit gekrümmter Oberfläche mit hohem Tiefen-Durchmesser-Verhältnis.The names of the components in the figures are as follows: <tb> <SEP> 1- laser head of laser polishing; 2- LMD coaxial powder feed laser head; 3-turnable processing platform; 4- X-Y axis cross slide connection platform; 31-AC servo motor to control the rotation of the support platform; 32- support platform; 33 chuck; 34 AC servo motor to control the rotation of the chuck; 41 Y-axis motion platform; 42 X-axis motion platform; 43 AC servo motor for driving the Y axis; 44- AC servo motor for driving the X axis; 5- A metal part with a large bend of the cantilever structure; 6- metal substrate; 7- The inner / outer wall parts with curved surface with high depth to diameter ratio.
Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDescription of the preferred embodiments
[0013] Um den Inhalt der Erfindung besser zu verstehen, wird die technische Idee der Erfindung mit den beigefügten Zeichnungen und spezifischen Ausführungsformen kombiniert, um sie im Detail zu beschreiben. Die genannten Beispiele dienen nur der Erläuterung der Erfindung und nicht der Definition des Schutzumfangs der Erfindung. In order to better understand the content of the invention, the technical idea of the invention is combined with the accompanying drawings and specific embodiments in order to describe them in detail. The examples mentioned serve only to illustrate the invention and not to define the scope of protection of the invention.
[0014] Diese Ausführungsform nimmt die Bearbeitung von Metallteilen mit einer großen Biegung einer freitragenden Struktur (5) und einem gekrümmten Innen-/Außenwandteil mit hohem Tiefen-Durchmesser-Verhältnis (7) als Beispiele. Die Lasermetallbeschichtungstechnologie (LMD) wird mit der Laserpoliertechnik kombiniert, und der Arbeitsprozess ist wie folgt: <tb><SEP>Zunächst wird ein geeignetes Metallsubstrat (6) ausgewählt, um es auf dem Spannfutter (33) zu installieren, und die Brennweite des koaxialen Pulverzuführungs-Laserkopfes (2) auf LMD wird so eingestellt, dass er gleichzeitig auf das Metallsubstrat (6) zielt, wie in Fig.1 dargestellt. Nach Auswahl der geeigneten Überlappungsrate und des Abtastmusters werden das LMD-System und das synchrone Pulverzuführsystem gestartet, um die AM-Formung durchzuführen, und der Formprozess wird unter inertem Schutzgas durchgeführt. Während des Prozesses der AM-Formung können der AC-Servomotor (43) und der AC-Servomotor (44) die Y-Achse bzw. die X-Achse synchron steuern, um die horizontale Bewegung der drehbaren Bearbeitungsplattform (3) zu realisieren und die Umsetzung jedes Abscheidungspfades effektiv sicherzustellen. Zweitens, wenn die erste Schicht fertig beschichtet ist, werden das LMD-System und das synchrone Pulverfördersystem ausgesetzt. Anschließend wird der AC-Servomotor (44) gestartet, um die X-Achsen-Bewegungsplattform (42) anzutreiben, so dass die rotierende Bearbeitungsplattform (3) und die Y-Achsen-Bewegungsplattform (41) direkt unter dem laserpolierten Laserkopf (1) bewegt werden können, wie in Abb. 4 dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Laserkopf (1) des Laserpolierens so eingestellt, dass er die geeignete Brennweite findet, und die entsprechenden Laserpolierparameter werden ausgewählt. Darüber hinaus wird die erste Abscheideschicht unter inertem Schutzgas poliert. Drittens, wenn das Polieren abgeschlossen ist, wird das Laserpoliersystem ausgesetzt und der AC-Servomotor (44) gestartet, um die X-Achsen-Bewegungsplattform (42) anzutreiben, so dass die rotierende Bearbeitungsplattform (3) und die Y-Achsen-Bewegungsplattform (41) direkt unter dem koaxialen Pulverzuführlaserkopf (2) von LMD bewegt werden können.This embodiment takes the machining of metal parts with a large curvature of a cantilevered structure (5) and a curved inner / outer wall part with a high depth-to-diameter ratio (7) as examples. Laser metal plating technology (LMD) is combined with laser polishing technology, and the working process is as follows: <tb> <SEP> First, a suitable metal substrate (6) is selected to be installed on the chuck (33), and the focal length of the coaxial powder delivery laser head (2) on LMD is adjusted so that it simultaneously hits the metal substrate (6) aims as shown in Fig. After selecting the appropriate overlap rate and scanning pattern, the LMD system and the synchronous powder feed system are started to perform the AM molding and the molding process is carried out under an inert protective gas. During the process of AM forming, the AC servo motor (43) and the AC servo motor (44) can control the Y-axis and the X-axis synchronously, respectively, to realize the horizontal movement of the rotary processing platform (3) and the Ensure effective implementation of each separation path. Second, when the first layer is finished, the LMD system and the synchronous powder feed system are suspended. Then the AC servo motor (44) is started to drive the X-axis moving platform (42) so that the rotating machining platform (3) and the Y-axis moving platform (41) move directly under the laser-polished laser head (1) as shown in Fig. 4. At this time, the laser polishing laser head (1) is adjusted to find the appropriate focal length, and the appropriate laser polishing parameters are selected. In addition, the first deposition layer is polished under an inert protective gas. Third, when the polishing is completed, the laser polishing system is suspended and the AC servo motor (44) started to drive the X-axis moving platform (42) so that the rotating processing platform (3) and the Y-axis moving platform ( 41) can be moved directly under the coaxial powder feed laser head (2) from LMD.
[0015] Dadurch wird die zweite Beschichtungsschicht erreicht. Nach dem wechselseitigen Zyklus wird schließlich die synchrone Formgebung von LMD und Laserpolieren realisiert. Beim Polieren der gekrümmten Seitenfläche eines Metallteils (5) mit großer Biegung oder des gekrümmten Innen-/Außenflächenteils (7) mit einem hohen Tiefen-Durchmesser-Verhältnis kann der Polierwinkel der LMD-Teile durch Antreiben des Drehwinkels der Stützplattform (32) bzw. des Futters (33) durch Antreiben des AC-Servomotors (31) und des AC-Servomotors (34) eingestellt werden, so dass die jeweilige Depositionsschicht bis zur Bearbeitung des gesamten Teils präzise poliert werden kann. The second coating layer is thereby achieved. After the alternating cycle, the synchronous shaping of LMD and laser polishing is finally realized. When polishing the curved side surface of a metal part (5) with a large curvature or the curved inner / outer surface part (7) with a high depth-to-diameter ratio, the polishing angle of the LMD parts can be adjusted by driving the rotation angle of the support platform (32) or the Chuck (33) can be adjusted by driving the AC servo motor (31) and the AC servo motor (34), so that the respective deposition layer can be polished precisely until the entire part is machined.
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