CN105268969A - 一种激光装置、激光烧结装置及激光烧结方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光装置、激光烧结装置及方法，其中激光装置包括：一控制单元、一支架和多个激光二极管单元，多个激光二极管单元设置在所述支架上，控制单元控制所述激光装置出射的激光束形成功率密度呈梯度分布的光斑。本发明采用LD阵列构建光源，可以通过调整激光光斑的聚焦或离焦、光斑的大小、光斑的排列方式等，得到具有功率密度梯度特点的整体光斑，改变了以往激光烧结技术采用的单一光束激光光源的方式，可以有效改善激光烧结中易出现的卷曲、成球等烧结缺陷。

Description

一种激光装置、激光烧结装置及激光烧结方法

技术领域

本发明涉及激光技术领域，更具体地说，是涉及一种激光装置、激光烧结装置及激光烧结方法。

背景技术

激光烧结是一种分层加工制造技术，如图1所示，在烧结过程中，一束处于基本恒定功率水平的激光束1，被入射到一个粉末平铺平面2上，激光束光斑处的粉末被快速加热并熔合在一起，激光束沿着横跨粉末层3的连续直线反复扫描，零件的一个层面即可被制备出来。零件每一个层面的形状和结构，都可以通过计算机预设的CAD模型进行设定，通过自动控制技术使激光有选择地扫描设定区域，精确达到预设模型尺寸。当一层完成后，粉末平铺平面的表面被降低，在此已烧结平面上又铺上另一层粉末，然后再次在自动控制系统的指挥下进行扫描烧结。这个过程不断重复，直到零件被制作完成。

由于激光烧结所需的功率较大，往往是选择功率较大的红外CO₂激光器和YAG固体激光器，或其他一些大功率的紫外激光器，这些激光器的特点是激光束为单束恒定功率激光，焦点光斑大小也不易调整，在烧结过程中，焦点光斑照射到的粉末温度急剧上升，与周围的粉体温度差异过大，粉末层的收缩差异过大，从而导致烧结层趋向于卷曲。这是激光烧结技术面临的最大技术问题之一，直接影响到烧结体的质量性能。

目前，解决此问题所采用的技术之一，是将粉末床加热到一定的温度，减少粉末间的温度梯度差，但是仅在烧结聚合物时容易实现，在烧结金属或无机粉末时，粉末床难以保持一个较高的温度，无法控制卷曲问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种激光装置，所述激光装置包括多个激光二极管单元，形成功率密度呈梯度分布的激光光斑；本发明还提供了一种激光烧结装置，所述激光烧结装置使用具有梯度功率的激光光斑进行烧结，减小了烧结区域粉末颗粒与其周围粉末颗粒之间的温度梯度，可大大减小卷曲程度，有利于获得高性能的烧结体。所述激光烧结装置尤其适用于选取扫描烧结，特别在难成型、难烧结的荧光陶瓷材料的制备过程中，起到较好的效果。

具体地，本发明提供了一种激光装置、激光烧结装置及方法，其中激光装置包括：一控制单元、一支架和多个激光二极管单元，所述多个激光二极管单元设置在所述支架上，所述控制单元控制所述激光装置出射的激光束形成功率密度呈梯度分布的光斑。

优选地，所述多个激光二极管单元在所述支架上呈梯度排列，且每个激光二极管单元的功率相同。

优选地，所述多个激光二极管单元在所述支架上均匀排列，且划分为功率呈梯度分布的多个单元组。

优选地，所述多个激光二极管单元的位置可调，并通过调整所述激光二极管单元的位置来控制光斑的梯度分布。

优选地，所述支架设有活动件，用以自动调节所述激光二极管单元到支架底部的距离。

优选地，所述控制单元实现对多个激光二极管单元的统一控制、分组控制或者单独控制。

优选地，所述激光装置还包括光学模块，所述光学模块包括调焦模组，实现对激光光斑功率及大小的调节。

优选地，所述调焦模组为透镜阵列，所述透镜阵列包括多个与激光二极管单元组一一对应的透镜单元，或其他可以实现调焦功能的光学元件。

更优选地，所述光学模块还包括准直模组。

优选地，所述准直模组为包括多个与激光二极管单元一一对应设置的准直透镜或其他可以实现准直功能的光学元件。

优选地，所述激光二极管单元为蓝色激光二极管单元。

本发明还公开了一种激光烧结装置，包括：激光装置、粉末层以及粉末床，其特征在于，

所述激光装置出射的激光在所述粉末层上形成功率密度呈梯度分布的光斑，其中，

所述光斑中激光功率密度最大的区域，为主烧结区；所述主烧结区邻接至少一个辅助烧结区，所述辅助烧结区的功率密度小于主烧结区，用以在粉末层的烧结部位与待烧结粉末区或者已烧结区之间形成预设的温度梯度。

优选地，所述辅助烧结区包括功率密度递减的辅助烧结子区，所述主烧结区与辅助烧结区中功率密度最大的辅助烧结子区邻接。

所述辅助烧结子区的面积随功率密度的增大而减小，所述主烧结区的面积小于每一个辅助烧结子区的面积。

优选地，所述主烧结区的形状为圆形、椭圆、矩形或其他形状。

优选地，所述激光装置包括光学模块，所述光学模块包括调焦模组，实现对激光光斑功率及大小的调控。

所述调焦模组的位置可调，使得所述粉末层上形成的激光光斑处于聚焦区域或者离焦区域，从而实现对激光光斑功率及大小的调控。

优选地，所述光斑的主烧结区为聚焦光斑或者离焦光斑；所述辅助烧结区为聚焦光斑或者离焦光斑。

优选地，所述功率密度呈梯度分布的光斑，为多个激光光斑单元组合而成的组合光斑。

优选地，所述组合光斑中的多个激光光斑单元呈梯度排列，且每个激光光斑单元的功率密度相同。

优选地，所述组合光斑包括功率密度呈梯度分布的光斑模块，每个光斑模块包括数量相同且均匀排列的激光光斑单元。

优选地，所述激光烧结装置可以实现对激光光斑单元或光斑模块的单独调节，从而实现对整个光斑整体的调节。

所述激光光斑单元或光斑模块都可以通过调整光学模块、激光装置与粉末层的距离、激光二极管单元排列的位置或功率的大小等来进行单独的调节，从而达到对整个光斑整体的调节。

另外，本发明还公开了一种激光烧结方法，包括以下步骤：

将待烧结的粉末平铺在粉末床上形成粉末层，开启激光装置发射激光束，并在粉末层表面形成功率密度呈梯度分布的光斑，所述光斑包括主烧结区和辅助烧结区；

设定光斑的功率、行进速度和路径，使得光斑的辅助烧结区和主烧结区依次扫过粉末层上的待烧结粉末，处于主烧结区的粉末被快速加热到可相互熔合的温度，光斑沿着横跨粉末层的连续直线反复扫描得到一个粉末烧结层。

优选地，本方法还包括以下步骤：

在粉末烧结层之上继续叠加一层新的粉末，激光束继续按照程序重复扫描烧结，粉末层反复叠加烧结熔合，直到得到所需尺寸的烧结体。

本发明采用LD阵列构建激光装置，可以形成功率密度呈梯度分布的整体光斑；采用该梯度光斑进行激光烧结，改变了以往激光烧结技术采用大型激光器产生的单一激光光斑进行烧结的方式，使得被烧结区域与待烧结区域或已烧结区域之间形成一定的温度梯度，实现缓慢升温或缓慢降温，从而有效改善激光烧结中易出现的卷曲、成球等烧结缺陷；本发明提供的激光烧结装置尤其适用于选取扫描烧结。

附图说明

图1是现有技术下激光烧结的示意图；

图2是本发明激光装置其中实施例一LD阵列示意图；

图3是本发明激光装置其中实施例一LD阵列侧视图；

图4是本发明激光装置其中实施例一LD阵列侧视图；

图5是本发明激光烧结装置其中实施例一LD阵列投射出的梯度光斑；

图6是发明激光烧结装置其中实施例一激光烧结过程示意图；

图7是本发明激光烧结装置其中实施例二LD阵列投射出的梯度光斑；

图8是发明激光烧结装置其中实施例二激光烧结过程示意图；

图9a是本发明激光烧结装置其中实施例三LD阵列投射出的梯度光斑；

图9b是本发明激光烧结装置其中实施例三LD阵列投射出的其他类型梯度光斑；

图9c是本发明激光烧结装置其中实施例三LD阵列投射出的其他类型梯度光斑；

图10是发明激光烧结装置其中实施例三激光烧结过程上下方向形成烧结带示意图；

图11是本发明激光烧结方法其中一实施例的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例为实施本发明的较佳实施方式，所述描述是以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围应当以权利要求所界定者为准，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种烧结装置，目的是减少被烧结材料的卷曲，可以使材料成型质量得到有效提高。根据本发明，本发明公开的激光装置包括一控制单元、一支架，以及多个激光二极管并设置在支架上，使出射的激光束拥有梯度功率排列的光斑。光斑中一个区域的激光功率密度最大，作为主烧结区，在其至少一侧邻接功率密度逐渐减小的辅助烧结区域，从而使烧结部位和周围的粉末之间形成了一个可预先确定的温度梯度。具体可以通过以下情形来实现上述效果：

1、如图2所示，多个LD4在支架上呈梯度排列，且每个LD4的功率相同。

2、如图3所示，多个LD4在支架上呈均匀排列，且划分为功率成梯度分布的多个单元组；在本实施例中，均匀分布的LD4分成4组，并且按照功率从大到小的顺序分别为41、42、43及44，这里本行业技术人员也可以按照具体的烧结样品进行其他排列及分组，这里不作具体的限制。

3、如图4所示，多个LD4的位置可调，具体可以通过支架5上设有活动件，此活动件可以为螺旋件或推拉件等，这里不作具体的限制，并通过活动件用以调节每个LD4或每组LD4到支架底部的距离。

4、设置与多个LD一一对应的透镜，通过调节透镜的位置，使得光斑处于透镜的聚焦或离焦区域来控制。

以上情形均可通过控制单元来进行控制，具体控制的形式可以为统一控制、分组控制或单独控制，这里不作具体的限制。处于成本的考虑本发明优先选用蓝光LD，也可根据需要选择其他颜色的激光二极管作为激光源。

在烧结时，被烧结粉末平铺在一个平面上(粉末床)，激光光斑按预先设定好的功率、速度和路径，在粉末表面之上逐行扫过，将被烧结粉末快速加热到可相互熔合的温度，得到粉末烧结层。在粉末烧结层之上继续叠加一层新的粉末，激光束继续按照程序扫描烧结，粉末层可反复叠加烧结熔合，最后得到所需尺寸的烧结体。

另外，根据上述公开的激光装置，本发明还公开了一种激光烧结装置，并通过下述具体的实施例进行详细描述：

实施例一：

在本实施例中，本激光烧结装置包括：激光装置、粉末层以及粉末床，激光装置出射的激光在粉末层上形成功率密度呈梯度分布的光斑，其中，光斑中激光功率密度最大的区域，为主烧结区；主烧结区邻接至少一个辅助烧结区，辅助烧结区的功率密度小于主烧结区，用以在粉末层的烧结部位与待烧结粉末区或者已烧结区之间形成预设的温度梯度。其中，

辅助烧结区包括功率密度递减的辅助烧结子区，主烧结区与辅助烧结区中功率密度最大的辅助烧结子区邻接。

辅助烧结子区的面积随功率密度的增大而减小，主烧结区的面积小于每一个辅助烧结子区的面积。

图5所示为本实施例一的梯度光斑阵列，实际上是由多个激光光斑单元组合而成的一个光斑阵列，每一个方格表示一个激光光斑单元，所有激光光斑单元的排列在整体上可以视为一个完整的光斑。其中，第一辅助烧结子区71所占区域面积最大，由3个离焦光斑组成，光斑的功率密度相对最低，照射在粉末层上产生的温度也相对最低；第二辅助烧结子区72所占区域面积仅次于前者，由4个离焦光斑组成，光斑的功率密度大于第一辅助烧结子区；第三辅助烧结子区73小于前二者且与主烧结区邻接，由6个离焦光斑组成，光功率密度也更大，照射在粉末层上产生的温度会更高；主烧结区6所占面积最小，由12个聚焦光斑组成，这个区域的功率密度最高，主要起到粉末烧结的作用。

图6所示为本实施例一从左向右的行进的梯度光斑8，最初照射到粉末层之上的光斑区域是第一辅助烧结子区71，粉末受到预热，随后是第二辅助烧结子区72照射到粉末之上，粉末进一步加热，第三辅助烧结子区73使粉末再进一步加热，当烧结区6扫过时，粉末烧结。从右到左四个光斑区域对粉末的加热能力是依次增加的，每一片被光斑扫过的区域，其中的粉末都会被四个光斑区域依次扫过，这会使被烧结粉末在烧结过程中获得一个梯度升温的过程，不易因剧烈升温及粉末间过大的温度差而造成卷曲和成球。

本实施例中，梯度功率光斑阵列中的区域并不仅限于本实施例的描述，可以是4个区域，可以是2个，也可以是6个，或者是其他设计所需要的功率区域数量。每一个同等功率光斑区域中的光斑单元数量，也仅为举例说明，其数量可根据实际所需进行调整。每一个光斑单元的大小，并不局限于本实施例，可根据实际所需进行设计。本实施例中的光斑梯度排列，为光学模块形成聚焦或离焦区域来控制，这里也可以运用本发明激光装置的其他控制方法来控制，这里不作具体的限制。

实施例二：

在本实施例中，本激光烧结装置包括：激光装置、粉末层以及粉末床，激光装置出射的激光在粉末层上形成功率密度呈梯度分布的光斑，其中，光斑中激光功率密度最大的区域，为主烧结区；主烧结区与两个辅助烧结区邻接，辅助烧结区的功率密度小于主烧结区，一个辅助烧结区用以在粉末层的烧结部位与待烧结粉末区之间形成温度梯度进行预热，另一个辅助烧结区用于在烧结部位与已烧结区之间形成温度梯度进行缓慢冷却。其中，

辅助烧结区包括功率密度递减的辅助烧结子区，主烧结区与辅助烧结区中功率密度最大的辅助烧结子区邻接。

辅助烧结子区的面积随功率密度的增大而减小，主烧结区的面积小于每一个辅助烧结子区的面积。

图7所示为本实施例二的梯度功率光斑阵列，实际上是由多个激光光斑单元组合而成的一个光斑阵列，每一个方格表示一个激光光斑单元，所有激光光斑单元的排列在整体上可以视为一个完整的光斑。其中，第一辅助烧结子区71所占区域面积最大，分列于整体光斑的靠外两侧，每侧的区域由4个离焦光斑组成，光斑的功率密度相对最低，照射在粉末层上产生的温度也相对最低；第二辅助烧结子区72所占区域面积小于第一辅助烧结子区，分列于整体光斑的靠内部两侧，每侧的区域由6个离焦光斑组成，光斑的功率密度要大于第一辅助烧结子区；主烧结区6位于整体光斑的中间，由18个聚焦光斑组成，光功率密度也更大，照射在粉末层上产生的温度会更高，主要起到粉末烧结的作用。

图8所示为本实施例一从左向右的行进的梯度光斑8，在烧结过程中，最初照射到粉末层之上的是整体光斑右侧的第一辅助烧结子区71，粉末受到预热，随后是整体光斑右侧的第二辅助烧结子区72照射到粉末之上，粉末进一步加热，当整体光斑中间的主烧结区6照射到粉末之上时，粉末烧结。粉末烧结后的降温过程中，仍会受到整体光斑左侧的第二辅助烧结子区72、第一辅助烧结子区71密度光斑区域的再次照射，从右到左5个光斑区域对粉末的加热能力是先依次增加后依次减小的，每一片被光斑扫过的区域，其中的粉末都会被5个光斑区域依次扫过，这会使被烧结粉末在预热-烧结过程，烧结-冷却过程中都能够获得一个梯度温度变化过程，不易因急剧升温及急剧降温而导致的粉末间过大的温度差造成粉末烧结层的卷曲和成球。

由于光斑的第一辅助烧结子区71、第二辅助烧结子区72为两侧对称分布，所以此类型的光斑的行进方向可以选择向左行进或向右行进。当向右行进时，各光斑区域的功能如前文所述，当向左行进时，整体光斑左侧的第一辅助烧结子区71、第二辅助烧结子区72起预热的作用，右侧的第一辅助烧结子区71、第二辅助烧结子区72起减缓降温的作用。这种设计可以让激光的运行路线设计更灵活。

本实施例中，梯度功率光斑阵列中的区域并不仅限于本实施例的描述，可以是5个区域，也可以是7个，或者是其他设计所需要的功率区域数量。每一个同等功率光斑区域中的光斑单元数量，也仅为举例说明，其数量可根据实际所需进行调整。每一个光斑单元的大小，并不局限于本实施例，可根据实际所需进行设计。本实施例中的光斑梯度排列，为光学模块形成聚焦或离焦区域来控制，这里也可以运用本发明激光装置的其他控制方法来控制，这里不作具体的限制。

实施例三：

在本实施例中，本激光烧结装置包括：激光装置、粉末层以及粉末床，激光装置出射的激光在粉末层上形成功率密度呈梯度分布的光斑，其中，光斑中激光功率密度最大的区域，为主烧结区；主烧结区的周围环设有辅助烧结区，辅助烧结区的功率密度小于主烧结区，用以在粉末层的烧结部位与待烧结粉末区或者已烧结区之间形成预设的温度梯度。其中，

辅助烧结区包括功率密度递减的辅助烧结子区，主烧结区与辅助烧结区中功率密度最大的辅助烧结子区邻接。

辅助烧结子区的面积随功率密度的增大而减小，主烧结区的面积小于每一个辅助烧结子区的面积。

图9a所示为本实施例三的梯度功率光斑阵列，实际上是由多个激光光斑单元组合而成的一个光斑阵列所有激光光斑单元的排列在整体上可以视为一个完整的光斑。环设在整体光斑上下左右最外侧的第一辅助烧结子区71所占区域面积最大，由10个正方形和长方形组成的离焦光斑组成，功率密度相对最低，照射在粉末层上产生的温度也相对最低；整体光斑的中间位置还环设有第二辅助烧结子区72，由10个较小的正方形和长方形组成的离焦光斑组成，功率密度相对较低，照射在粉末层上产生的温度也相对较低；其中，处在中间的为主烧结区6面积最小，由6个离焦光斑组成，功率密度相对最高，照射在粉末层上产生的温度也相对最高，主要起到粉末烧结的作用。

由右向左的5个功率密度光斑排列的次序与实施例二相同，因此在烧结过程中，烧结带内部粉末的受热-冷却过程也与实施例二一致。最初照射到粉末层之上的是整体光斑右侧的第一辅助烧结子区71，粉末受到预热，随后是整体光斑右侧的第二辅助烧结子区72照射到粉末之上，粉末进一步加热，当整体光斑中间的主烧结区1照射到粉末之上时，粉末烧结。粉末烧结后的降温过程中，仍会受到整体光斑左侧的第二辅助烧结子区72、第一辅助烧结子区71再次照射，从右到左5个光斑区域对粉末的加热能力是先依次增加后依次减小的，每一片被光斑扫过的区域，其中的粉末都会被5个光斑区域依次扫过，这会使被烧结粉末在预热-烧结过程，烧结-冷却过程中都能够获得一个梯度温度变化过程。

此外，烧结带内被烧结粉末与上部及下部烧结带外部粉末之间的温度梯度也得到有效降低。当光斑由左向右行进时，形成的烧结带如图10所示。第一辅助烧结子区71所覆盖的区域最宽，第二辅助烧结子区72所覆盖的宽度次之，主烧结区6所覆盖的区域最小。在烧结带两侧形成高温-中温-低温-常温的温度梯度，结合前述的光斑前后温度梯度，可使被烧结粉末与四周的粉末间温度差缩小，有利于减小因温差过大、收缩剧烈而造成的烧结层翘曲、成球等烧结质量问题。

由于阵列式LD排列以及单颗焦距的可调整特性，本实施例三可以组合出多种多样的功率密度梯度光斑，可根据设计及实际情况的需求进行定制，主烧结区的形状可以是圆形、椭圆、矩形或其他任意形状，温度梯度可设为两级、三级、四级或更多层级。具体地，还可以设计成如图9b与图9c所示梯度功率光斑阵列。如图9b所示的梯度功率光斑阵列，第一辅助烧结子区71所占区域面积最大，分列于整体光斑的靠外两侧，每侧的区域由4个离焦光斑组成，光斑的功率密度相对最低，照射在粉末层上产生的温度也相对最低；第二辅助烧结子区72所覆盖的面积小于前者，分列于整体光斑的靠内部两侧，每侧的区域由4个离焦光斑组成，光斑的功率密度要大于第一辅助烧结子区71；主烧结区6位于整体光斑的中间，由6个聚焦光斑组成，光功率密度最大，照射在粉末层上产生的温度会更高，主要起到粉末烧结的作用。如图9c所示为的梯度光斑阵列，包括第一烧结子区域71、环状第二烧结子区域72和73、环状第三烧结子区域74及主烧结区6，其中，主烧结区6位于整体光斑的中间，每一区域都由多个正八边形的光斑组成。每一个光斑单元的大小，并不局限于本实施例，可根据实际所需进行设计。本实施例中的光斑梯度排列，为光学模块形成聚焦或离焦区域来控制，这里也可以运用本发明激光装置的其他控制方法来控制，这里不作具体的限制。

本发明还公开了一种激光烧结的方法，图11所示为本方法的流程图，本方法包括以下步骤：

步骤S101，将待烧结的粉末平铺在粉末床上形成粉末层，开启激光装置发射激光束，并在粉末层表面形成功率密度呈梯度分布的光斑，所述光斑包括主烧结区和辅助烧结区；

步骤S102，设定光斑的功率、行进速度和路径，使得光斑的辅助烧结区和主烧结区依次扫过粉末层上的待烧结粉末，处于主烧结区的粉末被快速加热到可相互熔合的温度，光斑沿着横跨粉末层的连续直线反复扫描得到一个粉末烧结层；

步骤S103，

在粉末烧结层之上继续叠加一层新的粉末，激光束继续按照程序重复扫描烧结，粉末层反复叠加烧结熔合，直到得到所需尺寸的烧结体。

本方法采用LD阵列构建光源，可以通过调整激光光斑的聚焦和离焦、光斑的大小、光斑的排列方式等，得到具有功率密度梯度特点的整体光斑，改变了以往激光烧结技术采用的单一光束激光光源的方式，可以有效改善激光烧结中易出现的卷曲、成球等烧结缺陷。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (18)

1.一种激光装置，其特征在于，包括一控制单元、一支架和多个激光二极管单元，所述多个激光二极管单元设置在所述支架上，所述控制单元控制所述激光装置出射的激光束形成功率密度呈梯度分布的光斑。

2.如权利要求1所述的激光装置，其特征在于，所述多个激光二极管单元在所述支架上呈梯度排列，且每个激光二极管单元的功率相同。

3.如权利要求1所述的激光装置，其特征在于，所述多个激光二极管单元在所述支架上均匀排列，且划分为功率呈梯度分布的多个单元组。

4.如权利要求1所述的激光装置，其特征在于，所述多个激光二极管单元的位置可调，并通过调整所述激光二极管单元的位置来控制光斑的梯度分布。

5.如权利要求4所述的激光装置，其特征在于，所述支架设有活动件，用以自动调节所述激光二极管单元到支架底部的距离。

6.如权利要求1所述的激光装置，其特征在于，所述控制单元实现对多个激光二极管单元的统一控制、分组控制或者单独控制。

7.如权利要求1所述的激光装置，其特征在于，所述激光装置还包括光学模块，所述光学模块包括调焦模组，实现对激光光斑功率及大小的调节。

8.如权利要求1所述激光装置，其特征在于，所述激光二极管单元为蓝色激光二极管单元。

9.一种激光烧结装置，包括：激光装置、粉末层以及粉末床，其特征在于，

所述激光装置出射的激光在所述粉末层上形成功率密度呈梯度分布的光斑，其中，

所述光斑中激光功率密度最大的区域，为主烧结区；所述主烧结区邻接至少一个辅助烧结区，所述辅助烧结区的功率密度小于主烧结区，用以在粉末层的烧结部位与待烧结粉末区或者烧结部位与已烧结区之间形成预设的温度梯度。

10.如权利要求9所述激光烧结装置，其特征在于，所述辅助烧结区包括功率密度递减的辅助烧结子区，所述主烧结区与辅助烧结区中功率密度最大的辅助烧结子区邻接；

所述辅助烧结子区的面积随功率密度的增大而减小，所述主烧结区的面积小于每一个辅助烧结子区的面积。

11.如权利要求9所述激光烧结装置，其特征在于，所述主烧结区的形状为圆形、椭圆、矩形或其他形状。

12.如权利要求9所述激光烧结装置，其特征在于，所述光斑的主烧结区为聚焦光斑或者离焦光斑；所述辅助烧结区为聚焦光斑或者离焦光斑。

13.如权利要求9所述激光烧结装置，其特征在于，所述功率密度呈梯度分布的光斑，为多个激光光斑单元组合而成的组合光斑。

14.如权利要求13所述激光烧结装置，其特征在于，所述组合光斑中的多个激光光斑单元呈梯度排列，且每个激光光斑单元的功率密度相同。

15.如权利要求13所述激光烧结装置，其特征在于，所述组合光斑包括功率密度呈梯度分布的光斑模块，每个光斑模块包括数量相同且均匀排列的激光光斑单元。

16.如权利要求15所述激光烧结装置，其特征在于，所述激光烧结装置可以实现对激光光斑单元或光斑模块的单独调节，从而实现对整个光斑整体的调节。

17.一种激光烧结方法，包括以下步骤：

将待烧结的粉末平铺在粉末床上形成粉末层，开启激光装置发射激光束，并在粉末层表面形成功率密度呈梯度分布的光斑，所述光斑包括主烧结区和辅助烧结区；

设定光斑的功率、行进速度和路径，使得光斑的辅助烧结区和主烧结区依次扫过粉末层上的待烧结粉末，处于主烧结区的粉末被快速加热到可相互熔合的温度，光斑沿着横跨粉末层的连续直线反复扫描得到一个粉末烧结层。

18.如权利要求17所述激光烧结方法，还包括以下步骤：

在粉末烧结层之上继续叠加一层新的粉末，激光束继续按照程序重复扫描烧结，粉末层反复叠加烧结熔合，直到得到所需尺寸的烧结体。