CN105382259A - 一种选区激光熔化复合制造机床及工件复合制造方法 - Google Patents
一种选区激光熔化复合制造机床及工件复合制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105382259A CN105382259A CN201510884888.4A CN201510884888A CN105382259A CN 105382259 A CN105382259 A CN 105382259A CN 201510884888 A CN201510884888 A CN 201510884888A CN 105382259 A CN105382259 A CN 105382259A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite manufacturing
- workpiece
- manufacturing
- defects detection
- defect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
本发明公开了一种选区激光熔化复合制造机床,包括升降工作台、主轴、增材制造机构、减材加工机构和能对工件缺陷进行在线检测的缺陷检测机构,增材制造机构包括激光扫描系统和送粉装置,激光扫描系统与激光发生器相连,所述送粉装置包括粉盒和刮板,减材加工机构包括刀具、刀库和换刀托架,所述缺陷检测机构包括缺陷检测头和检测信号采集与分析系统。本发明还公开了一种工件复合制造方法,过程主要为选区激光熔化增材制造、检测缺陷和减材加工循环进行,最终完成复合制造。本发明通过对选区激光熔化增材制造、减材加工和缺陷检测的复合,保证具有高尺寸精度、高表面质量、低内部缺陷的工件的一次成形,有效缩短生产周期,保证零件制造质量和精度。
Description
技术领域
本发明涉及机床技术领域,具体涉及一种复合制造机床及工件复合制造方法。
背景技术
随着航空航天、核能源、海洋工程制造业对精密复杂零部件的需求日益迫切,目前兴起的增材制造技术以其灵活、高效的特点,在复杂零部件的制造中得到快速发展。但增材制造的复杂零部件精度和表面质量往往低于实际要求,在成型后需要在机床上进行减材(如切削等)加工。由于定位基准发生变化,导致生产效率低下、周期延长、成本增加。增材制造的零部件往往比较复杂,对于这些零部件的减材加工比较困难,甚至不可能。增材制造后的零部件内、外表面粗糙,并且含有微观裂纹、未融化或部分融化粉末、气孔、杂质等缺陷。这些缺陷必须清除,否则会在后续使用过程中造成粉末脱落堵塞或零部件的疲劳破坏从而导致零部件失效。此外,即使在合理的制造工艺参数下,零部件的内部也会有随机的制造缺陷(如气孔、杂质、裂纹等),这些缺陷必须在零部件的制造过程中加以检测与去除。总而言之,如何提高增材制造零部件的质量和精度是增材制造技术发展和应用中亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对以上提出的现有增材制造零部件的质量存在缺陷和难以控制精度的问题,而研究设计一种选区激光熔化复合制造机床及工件复合制造方法。本发明采用的技术手段如下:
一种选区激光熔化复合制造机床,包括升降工作台、主轴、增材制造机构、减材加工机构和能对工件缺陷进行在线检测的缺陷检测机构,所述机床上设有升降工作台,所述主轴设置于升降工作台的上方,所述增材制造机构包括激光扫描系统和铺粉装置,所述激光扫描系统与激光发生器相连,所述激光扫描系统包括聚焦镜、X轴振镜和Y轴振镜,用现有的激光扫描系统即可实现,所述铺粉装置包括粉盒和刮板,所述刮板能将粉盒中粉末均匀铺在工作台上,激光光束透过所述激光扫描系统照射到所述工作台上,将所述粉末熔化,所述减材加工机构包括刀具、刀库和换刀托架,所述缺陷检测机构包括缺陷检测头和缺陷检测信号采集与分析系统。进一步地,所述主轴、增材制造机构、减材加工机构和缺陷检测机构均由数控系统控制。
进一步地,所述刀库中放置有不同规格的刀具以及缺陷检测头,所述刀库也与数控系统相连,所述换刀托架能从刀库取放刀具和缺陷检测头。
进一步地,所述升降工作台能沿竖直方向移动。
进一步地,所述刮板能沿水平方向移动。
进一步地,所述缺陷检测头为涡流检测器。
一种工件复合制造方法,包括如下步骤:
①在金属基板上进行一定层数的选区激光熔化增材制造;
②减材加工去除表面缺陷;
③对工件部分进行内部缺陷检测,如果存在内部缺陷则减材加工去除内部缺陷,如果不存在内部缺陷,重复步骤①、②和③直至完成整个工件的制造。
进一步地,步骤③中,对工件部分进行内部缺陷检测,如果存在内部缺陷,对缺陷区域进行减材加工,去除缺陷区域,并重新在去除缺陷区域的位置进行增材制造。
与现有技术比较,本发明所述的一种复合制造机床及工件复合制造方法具有以下优点:
1、通过对选区激光熔化增材制造、减材加工和缺陷检测的复合,保证工件一次完成高质量、高精度、复杂增材制造和精密减材加工成形;
2、本发明可以在一次定位条件下,实现精密零件的高效、精密的增材减材一体化复合制造,有效缩短生产周期,保证复杂零件制造质量和精度。
附图说明
图1是本发明实施例所述的选区激光熔化复合制造机床的结构示意图。
图2是本发明实施例所述的工件复合制造方法流程图。
具体实施方式
如图1所示,一种选区激光熔化复合制造机床,包括升降工作台14、主轴5、增材制造机构、减材加工机构和能对工件13的缺陷进行在线检测的缺陷检测机构,所述机床上设有升降工作台14,所述工作台14能沿竖直方向移动,所述主轴5设置于工作台14的上方,所述增材制造机构包括激光扫描系统和铺粉装置,所述激光扫描系统4通过光纤3与激光发生器2相连,所述铺粉装置包括刮板10和粉盒12,所述减材加工组件包括刀具8、刀库9和换刀托架6,所述缺陷检测机构包括缺陷检测头7和缺陷检测信号采集与分析系统11,所述刀具8和缺陷检测头7放置于刀库9中,所述换刀托架6能从刀库9中取放刀具8和缺陷检测头7。
所述缺陷检测头7为涡流检测器。涡流检测是利用电磁感应原理,通过测定被检导电工件在交变磁场激励作用下所感生的涡流特征,来无损的检测该试件中有无缺陷或评定其技术状态的无损检测方法,具有定量化和高效的特点,因此可以应用于增减材复合制造的缺陷检测模块中。
所述主轴5、增材制造机构、减材加工机构和缺陷检测机构均由数控系统1控制,所述刀库9也与数控系统1相连。
如图2所示,一种工件复合制造方法,使用本实施例所述的复合制造机床,包括如下步骤:
①数控系统1控制激光扫描系统和铺粉装置在金属基板上进行一定层数的增材制造;
②数控系统1控制换刀托架6将对应的刀具8从刀库9中取出并安装于主轴5上,对步骤①得到的工件部分进行减材加工去除表面缺陷;
③数控系统1控制换刀托架6和刀库9卸载刀具8,并安装缺陷检测头7于主轴5上对工件13进行内部缺陷检测,如果存在内部缺陷,则数控系统获得缺陷检测头7当前位置以及缺陷位置和尺寸,数控系统1控制换刀托架6和刀库9卸载缺陷检测头7,并安装刀具8于主轴5上,数控系统1控制主轴5进行减材加工去除内部缺陷所在道次或区域,并重新在该道次或区域进行增材制造;如果不存在内部缺陷,则数控系统1控制换刀托架6将缺陷检测头7从主轴5上卸载,放回刀库9,重复步骤①、②和③直至完成整个工件的制造。由于减材去除内部缺陷的区域是该缺陷所在的一个或若干个增材道次,因此,不会对后续的制造过程有显著影响。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明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发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种选区激光熔化复合制造机床,其特征在于:包括
升降工作台;
主轴,所述主轴设置于升降工作台的上方;
增材制造机构,所述增材制造机构包括激光扫描系统和送粉装置,所述激光扫描系统与激光发生器相连,所述送粉装置包括粉盒和刮板,所述刮板能将粉盒中粉末均匀铺在工作台上;
减材加工机构,所述减材加工机构包括刀具、刀库和和换刀托架;以及能对工件缺陷进行在线检测的缺陷检测机构,所述缺陷检测机构包括缺陷检测头和检测信号采集与分析系统。
2.根据权利要求1所述的复合制造机床,其特征在于:所述主轴、增材制造机构、减材加工机构和缺陷检测机构均由数控系统控制。
3.根据权利要求1所述的复合制造机床,其特征在于:所述刀库中放置有不同规格的刀具以及缺陷检测头,所述刀库也与数控系统相连,所述换刀托架能从刀库取放刀具和缺陷检测头。
4.根据权利要求1所述的复合制造机床,其特征在于:所述升降工作台能沿竖直方向移动。
5.根据权利要求1所述的复合制造机床,其特征在于:所述刮板能沿水平方向移动。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的复合制造机床,其特征在于:所述缺陷检测头为涡流检测器。
7.一种工件复合制造方法,其特征在于:包括如下步骤:
①在金属基板上进行一定层数的选区激光熔化增材制造;
②减材加工去除表面缺陷;
③对工件部分进行内部缺陷检测,如果存在内部缺陷则减材加工去除内部缺陷,如果不存在内部缺陷,重复步骤①、②和③直至完成整个工件的制造。
8.根据权利要求7所述的工件复合制造方法,其特征在于:步骤③中,对工件部分进行内部缺陷检测,如果存在内部缺陷,对缺陷区域进行减材加工,去除缺陷区域,并重新在去除缺陷区域的位置进行增材制造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510884888.4A CN105382259A (zh) | 2015-12-03 | 2015-12-03 | 一种选区激光熔化复合制造机床及工件复合制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510884888.4A CN105382259A (zh) | 2015-12-03 | 2015-12-03 | 一种选区激光熔化复合制造机床及工件复合制造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105382259A true CN105382259A (zh) | 2016-03-09 |
Family
ID=55415395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510884888.4A Pending CN105382259A (zh) | 2015-12-03 | 2015-12-03 | 一种选区激光熔化复合制造机床及工件复合制造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105382259A (zh) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106001563A (zh) * | 2016-06-25 | 2016-10-12 | 成都雍熙聚材科技有限公司 | 具有无损探伤功能的3d打印设备 |
CN106312064A (zh) * | 2016-09-08 | 2017-01-11 | 梁福鹏 | 一种整合机加工技术的金属三维打印方法及其设备 |
CN106338521A (zh) * | 2016-09-22 | 2017-01-18 | 华中科技大学 | 增材制造表面及内部缺陷与形貌复合检测方法及装置 |
CN106363172A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-01 | 中北大学 | 选择性激光熔化成形铺粉及制品孔隙率检测装置及方法 |
CN106670463A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-05-17 | 山东建筑大学 | 一种固相增材与激光扫掠复合增材制造技术 |
CN106862568A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-06-20 | 西北工业大学 | 基于电子束熔丝的增减材复合制造装置和方法 |
CN107052340A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-08-18 | 大连理工大学 | 将超声切削应用于铺粉式增减材复合制造中的设备及加工方法 |
CN107127583A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-09-05 | 大连理工大学 | 将超声切削应用于送粉式增减材复合制造中的设备及加工方法 |
CN107598163A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-01-19 | 华中科技大学 | 一种适用于铺粉式增材制造的质量无损在线检测装备及方法 |
CN107876771A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-04-06 | 大连大学 | 一种金属激光熔化增材制造方法 |
WO2018120360A1 (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 全激光复合增材制造方法和装置 |
CN109317672A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-12 | 北京星航机电装备有限公司 | 一种基于粉末床熔融增材制造技术的增减材复合制造及尺寸在线检测装置 |
CN109420762A (zh) * | 2017-08-31 | 2019-03-05 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | 一种3d打印装置及方法 |
CN109746443A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-14 | 华中科技大学 | 一种增材制造过程中并行控制零件变形和精度的方法 |
CN110125396A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-16 | 江苏大学 | 基于永磁扰动检测电弧增减材加工制造精度的方法和装置 |
CN110509567A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-11-29 | 西安交通大学 | 一种3d成型机及方法 |
CN110542717A (zh) * | 2018-05-29 | 2019-12-06 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 基于加工机床的整体叶盘无损检测装置和方法 |
CN111151751A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-05-15 | 汕头大学 | 一种三激光束智能增减材复合制造系统及方法 |
CN111702322A (zh) * | 2019-03-18 | 2020-09-25 | 安世亚太科技股份有限公司 | 增材制造和激光预热辅助减材切削的复合制造系统及方法 |
CN117009790A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-11-07 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种铸件加工控制方法、装置、设备及存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202009000825U1 (de) * | 2009-01-23 | 2009-03-26 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | System zur Wiederverwendung von Restpulver aus einer Anlage zur generativen Fertigung von dreidimensionalen Objekten |
US20100044922A1 (en) * | 2008-08-22 | 2010-02-25 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Method and apparatus for producing a three-dimensionally shaped object |
US20150017054A1 (en) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | MTU Aero Engines AG | Control in generative production |
CN104493492A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-04-08 | 华南理工大学 | 激光选区熔化与铣削复合加工设备及加工方法 |
CN104493493A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-08 | 深圳市圆梦精密技术研究院 | 多轴铣削加工及激光熔融复合3d打印设备 |
-
2015
- 2015-12-03 CN CN201510884888.4A patent/CN105382259A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100044922A1 (en) * | 2008-08-22 | 2010-02-25 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Method and apparatus for producing a three-dimensionally shaped object |
DE202009000825U1 (de) * | 2009-01-23 | 2009-03-26 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | System zur Wiederverwendung von Restpulver aus einer Anlage zur generativen Fertigung von dreidimensionalen Objekten |
US20150017054A1 (en) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | MTU Aero Engines AG | Control in generative production |
CN104493492A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-04-08 | 华南理工大学 | 激光选区熔化与铣削复合加工设备及加工方法 |
CN104493493A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-08 | 深圳市圆梦精密技术研究院 | 多轴铣削加工及激光熔融复合3d打印设备 |
Cited By (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106001563A (zh) * | 2016-06-25 | 2016-10-12 | 成都雍熙聚材科技有限公司 | 具有无损探伤功能的3d打印设备 |
CN106312064A (zh) * | 2016-09-08 | 2017-01-11 | 梁福鹏 | 一种整合机加工技术的金属三维打印方法及其设备 |
CN106338521A (zh) * | 2016-09-22 | 2017-01-18 | 华中科技大学 | 增材制造表面及内部缺陷与形貌复合检测方法及装置 |
CN106338521B (zh) * | 2016-09-22 | 2019-04-12 | 华中科技大学 | 增材制造表面及内部缺陷与形貌复合检测方法及装置 |
CN106363172A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-01 | 中北大学 | 选择性激光熔化成形铺粉及制品孔隙率检测装置及方法 |
US11541480B2 (en) | 2016-12-30 | 2023-01-03 | Ningbo Institute Of Materials Technology & Engineering, Chinese Academy Of Sciences | Method and device for manufacturing all-laser composite additive |
WO2018120360A1 (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-05 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 全激光复合增材制造方法和装置 |
CN106670463A (zh) * | 2017-01-13 | 2017-05-17 | 山东建筑大学 | 一种固相增材与激光扫掠复合增材制造技术 |
CN106670463B (zh) * | 2017-01-13 | 2020-08-04 | 山东建筑大学 | 一种固相增材与激光扫掠复合增材制造技术 |
CN106862568A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-06-20 | 西北工业大学 | 基于电子束熔丝的增减材复合制造装置和方法 |
CN107052340A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-08-18 | 大连理工大学 | 将超声切削应用于铺粉式增减材复合制造中的设备及加工方法 |
CN107127583A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-09-05 | 大连理工大学 | 将超声切削应用于送粉式增减材复合制造中的设备及加工方法 |
CN109420762A (zh) * | 2017-08-31 | 2019-03-05 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | 一种3d打印装置及方法 |
CN109420762B (zh) * | 2017-08-31 | 2021-05-25 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | 一种3d打印装置及方法 |
CN107598163B (zh) * | 2017-09-01 | 2019-07-19 | 华中科技大学 | 一种适用于铺粉式增材制造的质量无损在线检测装备及方法 |
CN107598163A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-01-19 | 华中科技大学 | 一种适用于铺粉式增材制造的质量无损在线检测装备及方法 |
CN107876771A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-04-06 | 大连大学 | 一种金属激光熔化增材制造方法 |
CN110542717A (zh) * | 2018-05-29 | 2019-12-06 | 中国航发商用航空发动机有限责任公司 | 基于加工机床的整体叶盘无损检测装置和方法 |
CN109317672A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-02-12 | 北京星航机电装备有限公司 | 一种基于粉末床熔融增材制造技术的增减材复合制造及尺寸在线检测装置 |
RU2745219C1 (ru) * | 2018-12-29 | 2021-03-22 | Хуачжун Юниверсити Оф Сайенс Энд Текнолоджи | Способ параллельного контроля деформации и точности изготовления деталей во время процесса аддитивного производства |
CN109746443A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-14 | 华中科技大学 | 一种增材制造过程中并行控制零件变形和精度的方法 |
CN111702322A (zh) * | 2019-03-18 | 2020-09-25 | 安世亚太科技股份有限公司 | 增材制造和激光预热辅助减材切削的复合制造系统及方法 |
CN110125396A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-08-16 | 江苏大学 | 基于永磁扰动检测电弧增减材加工制造精度的方法和装置 |
CN110509567A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-11-29 | 西安交通大学 | 一种3d成型机及方法 |
CN111151751A (zh) * | 2020-01-02 | 2020-05-15 | 汕头大学 | 一种三激光束智能增减材复合制造系统及方法 |
CN111151751B (zh) * | 2020-01-02 | 2022-03-22 | 汕头大学 | 一种三激光束智能增减材复合制造系统 |
CN117009790A (zh) * | 2023-09-28 | 2023-11-07 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种铸件加工控制方法、装置、设备及存储介质 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105382259A (zh) | 一种选区激光熔化复合制造机床及工件复合制造方法 | |
CN105397494A (zh) | 一种激光同轴送粉复合制造机床及工件复合制造方法 | |
CN107598163B (zh) | 一种适用于铺粉式增材制造的质量无损在线检测装备及方法 | |
CN107102061A (zh) | 金属材料高能束增减材‑在线激光超声检测复合加工方法 | |
CN107052908B (zh) | 一种刀具性能检测装置及检测方法 | |
EP2944414A1 (en) | Three-dimensional laser processing machine | |
US9658047B2 (en) | Component measurement system having wavelength filtering | |
CN101236913A (zh) | 用于分析晶片上污染物的设备以及方法 | |
CN110936031A (zh) | 一种具有抽检功能的全自动数控激光切割方法 | |
CN103557813B (zh) | 轴类零件的在线检测装置 | |
CN105259248A (zh) | 航空发动机叶片表面损伤涡流扫查系统 | |
CN205571912U (zh) | 一种车轮加工全自动生产系统 | |
CN102343494A (zh) | 一种多工位自动点焊装置 | |
CN103938209A (zh) | Q235d激光多道熔覆工艺方法 | |
CN107543511A (zh) | 一种pcb设备工作台的平面度检测系统及其方法 | |
CN111069599B (zh) | 一种3d打印设备激光束能量在线监测装置及监测方法 | |
CN112719294A (zh) | 一种aisi 660防屑板的激光3d打印制造方法 | |
CN116818789A (zh) | 新能源电池外壳覆膜状况的检测方法 | |
CN105817831A (zh) | 核电站大型容器和设备的螺孔缺陷检测及修复方法、装置 | |
CN103743358A (zh) | 磨床主轴平行度检测系统 | |
KR101434270B1 (ko) | 파워 윈도우 모터용 샤프트 자동 검사장치 | |
CN205580378U (zh) | 一种激光在线检测装置 | |
CN205629828U (zh) | 核电站大型容器和设备的螺孔缺陷检测及修复装置 | |
CN108344388A (zh) | 一种轮毂类自动化自动检测系统 | |
CN209605781U (zh) | 一种机加工零件尺寸的检测装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160309 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |