CN113477948B - 一种激光选区熔化的控制系统、方法及装置 - Google Patents

一种激光选区熔化的控制系统、方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种激光选区熔化的控制系统、方法及装置，其中系统包括：激光器，用于产生单频率的第一激光；频率转换器，用于根据单频率的第一激光获取混合n个频率的激光；分光器，用于将混合n个频率的激光分为n个单频率的第二激光；第二激光依次经过光路控制系统和振镜系统后，照射到设置在成型室内的待加工区域上，待加工区域上设有由n种金属成分混合组成的粉料；其中，n个第二激光照射在同一区域上。本发明针对粉料中多种金属材料，采用多种不同频率的激光进行照射，不同金属对不同频率的反应不同，实现多种金属材料在激光的照射下，温度变化一致，避免出现过大的温差，以增加裂纹，提高工件的质量，可广泛应用于激光熔化技术领域。

Description

一种激光选区熔化的控制系统、方法及装置
技术领域
本发明涉及激光熔化技术领域，尤其涉及一种激光选区熔化的控制系统、方法及装置。
背景技术
激光选区熔化(Selective laser melting，SLM)是金属材料增材制造中的一种主要技术途径。该技术选用激光作为能量源，按照三维CAD切片模型中规划好的路径在金属粉末床层进行逐层扫描，扫描过的金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果，最终获得模型所设计的金属零件。
当金属材料为混合材料(即包含两种或两种以上的金属成分)，单一频率激光对金属粉末进行加热时，由于两种材料对激光的吸收率以及材料本身的特性不同，在加工过程中两种材料出现温度差，当温差超过一定值时，内部会产生应力应变，在两种材料的连接处就会产生裂纹。
发明内容
为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种激光选区熔化的控制系统、方法及装置。
本发明所采用的技术方案是：
一种激光选区熔化的控制系统，包括：
激光器，用于产生单频率的第一激光；
频率转换器，用于根据单频率的第一激光获取混合n个频率的激光；
分光器，用于将混合n个频率的激光分为n个单频率的第二激光；
所述第二激光依次经过光路控制系统和振镜系统后，照射到设置在成型室内的待加工区域上，所述待加工区域上设有由n种金属成分混合组成的粉料；
其中，n个所述第二激光照射在同一区域上。
进一步地，所述成型室上设有铺粉辊、用于制造所需工件的成型缸，以及用于安放粉料的粉料缸；
所述粉料缸用于通过向上移动，使粉料溢出预设表面；
所述铺粉辊用于通过移动，将溢出的粉料输送至成型缸处。
进一步地，所述频率转换器包括非线性光学晶体；
所述第一激光经过所述非线性光学晶体的处理后，获得第二激光；
所述第二激光的频率为所述第一激光频率的m倍，所述m为大于1的整数。
进一步地，所述光路控制系统用于控制所述第二激光的输出功率，以输出n路功率不同的第二激光。
本发明所采用的另一技术方案是：
一种激光选区熔化的控制方法，包括以下步骤：
对粉料中各种金属组成进行分析，获得n种金属材料；其中，所述粉料用于制造所需工件；
获取所述n种金属材料的属性信息，根据属性信息获取n个频率不同的激光；
根据属性信息计算各频率对应的激光的功率，以使n个激光同时照射在粉料上时，所述n种金属材料的温度变化符合预设条件。
进一步地，所述n为2，所述n种金属材料包括第一金属材料和第二金属材料；n个频率不同的激光包括第一频率激光和第二频率激光；
所述第一金属材料的温度变化公式如下：
Figure GDA0003535451210000021
所述第二金属材料的温度变化公式如下：
Figure GDA0003535451210000022
其中，所述PA为第一频率激光的功率，PB为第二频率激光的功率；β1A为第一金属材料对第一频率激光的吸收率，β1B为第一金属材料对第二频率激光的吸收率，C1为第一金属材料的比热容，ρ1为第一金属材料的密度；β2A为第二金属材料对第一频率激光的吸收率，β2B为第二金属材料对第二频率激光的吸收率，C2为第二金属材料的比热容，ρ2为第二金属材料的密度；t为激光的照射时间，V为金属材料的体积。
进一步地，所述根据属性信息计算各频率对应的激光的功率，包括：
将所述第一金属材料的温度变化ΔT1与所述第二金属材料的温度变化ΔT2相等，计算第一频率激光的功率PA和第二频率激光的功率PB。
进一步地，所述第二频率激光的频率为第一频率激光的频率的m倍，所述m为大于1的整数。
进一步地，所述n种金属材料的温度变化符合预设条件，包括：
所述n种金属材料之间的温差小于应力产生的临界值。
本发明所采用的另一技术方案是：
一种激光选区熔化的控制装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述的一种激光选区熔化的控制方法。
本发明的有益效果是：本发明针对粉料中多种金属材料，采用多种不同频率的激光进行照射，由于各种金属对不同频率的反应不同，以实现多种金属材料在激光的照射下，温度变化一致，避免出现过大的温差，以增加裂纹，提高工件的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本发明实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。
图1是本发明实施例中一种激光选区熔化的控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中不同金属材料在不同激光波长下的吸收率；
图3是本发明实施例中单波长激光加热两种金属材料的示意图；
图4是本发明实施例中双波长激光加热两种金属材料的示意图；
图5是本发明实施例中一种激光选区熔化的控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本实施例提供一种激光选区熔化的控制系统，该控制系统可减少双材料激光选区熔化中出现裂纹的情况，该控制系统包括：
激光器，用于产生单频率的第一激光；
频率转换器，用于根据单频率的第一激光获取混合n个频率的激光；
分光器，用于将混合n个频率的激光分为n个单频率的第二激光；
所述第二激光依次经过光路控制系统和振镜系统后，照射到设置在成型室内的待加工区域上，所述待加工区域上设有由n种金属成分混合组成的粉料；
其中，n个所述第二激光照射在同一区域上。
激光选区熔化增材制造为分层制造，先铺一层粉末，然后激光加工，再铺一层粉末，然后激光再加工，如此循环往复。
在激光加热不同材料时，由于不同材料(本实施例主要以两种材料进行分析)对激光的吸收率以及材料本身的特性不同，在加工过程中两种材料的温度有差别，当温差超过一定值时，在两种金属材料的连接处就会产生裂纹。
在激光加工过程中，材料吸收的能量为：
E＝P*t*β (1)
其中，E为材料吸收的能量，P为激光功率，t为激光作用时间，β为材料对激光的吸收率。参见图2，不同的金属材料对激光的吸收率差别较大。
粉料上的金属材料吸收能量后，温度上升，公式如下：
E＝C*ΔT*ρ*V (2)
其中，C为材料的比热容，ΔT为材料上升的温度，ρ为材料密度，V为材料体积。
联合公式(1)和(2)，变换可得：
Figure GDA0003535451210000041
当采用单波长激光对粉料中的混合金属材料加热时，如图3所示：
在图3中，红色为激光光斑，两种标注有不同数字的圆圈分别代表两种粉末材料，由于材料的密度，比热容，以及吸收率不同，材料的上升的温度就不同，这导致材料内部的应力应变不同，所以工件内部产生裂纹。
基于上述的问题，本实施例系统所采取的方式为：激光器产生并发出第一激光(波长λ1)，第一激光通过由非线性晶体组成的频率转换器后，其中一部分激光的频率发生了变化，获得波长为λ2的激光。两种激光混合在一起，通过分光器将两束光分开，然后分别通过光路控制系统和振镜系统，照射到待加工区域上。其中，光束A的光斑与光束B的光斑聚焦在同一点上。
当使用双种波长光束(光束A和光束B，也即激光A和激光B)加工两种金属材料(第一金属材料和第二金属材料)时，如图4所示：
金属材料1(即第一金属材料，图4中标注有“1”的圆圈)吸收的激光能量的表达式如下：
E1＝E1A+E1B＝50％PA*t*β1A+50％PB*t*β1B (4)
其中，E1A为材料1从光束A中吸收的能量，E1B为材料1从光束B中吸收的能量，PA为光束A的功率，β1A为材料1对光束A的吸收率，PB为光束B的功率，β1B为材料1对光束B的吸收率。其中，公式(4)中的50％代表每种金属材料获取50％的激光能量，即粉料中两种金属材料分量相等且均匀分布。这里需要注意的是，两种金属材料的占比并不一定是50％，也可以其中一种金属材料的占比比另一种金属材料的占比多，如此需要调整公式(4)和公式(5)中的参数，比如公式(4)中的百分比参数以及公式(5)中的体积参数等。因此，可以理解的是，相同占比或不同占比的情况都应该属于本实施例的保护范围之内。
公式(2)和(4)联立，可得第一金属材料的温度变化表达式：
Figure GDA0003535451210000051
同样地，可获得金属材料2(即第二金属材料，图4中标注有“2”的圆圈)的温度变化表达式：
Figure GDA0003535451210000052
其中，ΔT1为材料1上升的温度，ΔT2为材料2上升的温度，β2A为材料2对光束A的吸收率，β2B为材料2对光束B的吸收率。
为防止裂纹产生，需要使两种金属材料的温度变化相同，即ΔT1＝ΔT2，可得：
Figure GDA0003535451210000053
对公式(7)进行简化后，可获得：
Figure GDA0003535451210000054
选择合适的光束A与光束B，使光束A与光束B的功率和两种金属材料的吸收率满足公式(8)即可，如此可使得两种金属材料在激光加工过程中，产生的温差不会超过应力产生的临界值，即不会产生裂纹。
以下通过结合具体实施例进行详细解释说明。
假如两种异质材料为铝(即第一金属材料)和银(第二金属材料)，光束A的功率为500W，波长为1064nm，则β1A＝0.05，β2A＝0，C1＝0.88×103J/(kg·℃)，ρ1＝2.7g/cm3，C2＝0.232×103J/(kg·℃)，ρ2＝10.49g/cm3，代入公式(8)，可得，
Figure GDA0003535451210000061
假如光束B的波长选为355nm，由图2可知，β1B＝0.08,β2B＝0.2,代入上式，可得：
PB＝217W
则，光束B的波长为355nm，功率为217W。所以，频率转换器可以选择三倍频转换器(频率变为原来的三倍，则波长变为原来的1/3，355*3＝1065)。
光束A(即激光A)和光束B(激光B)的波长确定后，在加工过程中，两个激光器的波长不再变动。另外，不一定非要使ΔT1＝ΔT2，只需要两种金属材料之间的温差小于应力产生的临界值就可以。
在一些可选的实施例中，成型室上设有铺粉辊、用于制造所需工件的成型缸，以及用于安放粉料的粉料缸；
粉料缸用于通过向上移动，使粉料溢出预设表面；
铺粉辊用于通过移动，将溢出的粉料输送至成型缸处。
混合均匀的两种粉末材料预先装入粉料缸中，粉料缸上升一定距离后，粉料会从粉料缸溢出，铺粉辊通过移动将溢出来的粉末铺设到成型缸上方，光束A和光束B同时照射加热选定区域的混合材料。选定区域加工完毕后，成型缸下降，再次按需求铺粉，重复上述过程，直至加工完毕。
在一些可选的实施例中，激光A和激光B通过振镜系统都可以完全覆盖整个成型区域，故在获得加工工件的三维数据之后，控制激光A和激光B的移动位置，对工件进行熔化增材制造。
如图5所示，本实施例还提供一种激光选区熔化的控制方法，该控制方法可减少双材料激光选区熔化中裂纹的情况，包括以下步骤：
S1、对粉料中各种金属组成进行分析，获得n种金属材料；其中，所述粉料用于制造所需工件；
S2、获取所述n种金属材料的属性信息，根据属性信息获取n个频率不同的激光；
S3、根据属性信息计算各频率对应的激光的功率，以使n个激光同时照射在粉料上时，所述n种金属材料的温度变化符合预设条件。
激光选区熔化增材制造为分层制造，先铺一层粉末，然后激光加工，再铺一层粉末，然后激光再加工，如此循环往复。
在激光加热不同材料时，由于不同材料(本实施例主要以两种材料进行分析)对激光的吸收率以及材料本身的特性不同，在加工过程中两种材料的温度有差别，当温差超过一定值时，在两种金属材料的连接处就会产生裂纹。
在激光加工过程中，材料吸收的能量为：
E＝P*t*β (1)
其中，E为材料吸收的能量，P为激光功率，t为激光作用时间，β为材料对激光的吸收率。参见图2，不同的金属材料对激光的吸收率差别较大。
粉料上的金属材料吸收能量后，温度上升，公式如下：
E＝C*ΔT*ρ*V (2)
其中，C为材料的比热容，ΔT为材料上升的温度，ρ为材料密度，V为材料体积。
联合公式(1)和(2)，变换可得：
Figure GDA0003535451210000071
当采用单波长激光对粉料中的混合金属材料加热时，如图3所示：
图3中，红色为激光光斑(直径50微米左右)，两种标注有不同数字的圆圈分别代表两种粉末材料(直径在20微米左右)，由于材料的密度，比热容，以及吸收率不同，材料的上升的温度就不同，这导致材料内部的应力应变不同，所以工件内部产生裂纹。
基于上述的问题，本实施例方法所采取的方式为：先对粉料上的金属成分进行分析，如果包含有多种金属材料，则采用多种频率的激光对粉料进行加热。在本实施例中，主要以粉料包含有两种金属材料进行解释说明。
获知金属粉料包含第一金属材料和第二金属材料后，获取金属材料对应的属性信息，比如：比热容、密度以及对不同频率光的吸收率等。根据金属材料的属性信息选取两种不同频率的激光，以及计算激光的功率。采用这两种激光同时对粉料进行加热(激光A的光斑与激光B的光斑聚焦在同一点上)，以使粉料中两种金属材料的温度变化小于应力产生的临界值，即不会产生裂纹。具体地，可采用一个激光器产生第一激光(波长λ1)，基于第一激光获取第二激光(波长为λ2)；也可采用两个激光器，直接产生两种频率的激光。
当使用双种波长光束(光束A和光束B，也即激光A和激光B)加工两种金属材料(第一金属材料和第二金属材料)时，如图4所示：
金属材料1(即第一金属材料，图4中标注有“1”的圆圈)吸收的激光能量的表达式如下：
E1＝E1A+E1B＝50％PA*t*β1A+50％PB*t*β1B (4)
其中，E1A为材料1从光束A中吸收的能量，E1B为材料1从光束B中吸收的能量，PA为光束A的功率，β1A为材料1对光束A的吸收率，PB为光束B的功率，β1B为材料1对光束B的吸收率。其中，公式(4)中的50％代表每种金属材料获取50％的激光能量，即粉料中两种金属材料分量相等且均匀分布。这里需要注意的是，两种金属材料的占比并不一定是50％，也可以其中一种金属材料的占比比另一种金属材料的占比多，如此需要调整公式(4)和公式(5)中的参数，比如公式(4)中的百分比参数以及公式(5)中的体积参数等。因此，可以理解的是，相同占比或不同占比的情况都应该属于本实施例的保护范围之内。
公式(2)和(4)联立，可得第一金属材料的温度变化表达式：
Figure GDA0003535451210000081
同样地，可获得金属材料2(即第二金属材料，图4中标注有“2”的圆圈)的温度变化表达式：
Figure GDA0003535451210000082
其中，ΔT1为材料1上升的温度，ΔT2为材料2上升的温度，β2A为材料2对光束A的吸收率，β2B为材料2对光束B的吸收率。
为防止裂纹产生，需要使两种金属材料的温度变化相同，即ΔT1＝ΔT2，可得：
Figure GDA0003535451210000083
对公式(7)进行简化后，可获得：
Figure GDA0003535451210000084
选择合适的光束A与光束B，使光束A与光束B的功率和两种金属材料的吸收率满足公式(8)即可，如此可使得两种金属材料在激光加工过程中，产生的温差不会超过应力产生的临界值，即不会产生裂纹。
以下通过结合具体实施例进行详细解释说明。
假如两种异质材料为铝(即第一金属材料)和银(第二金属材料)，光束A的功率为500W，波长为1064nm，则β1A＝0.05，β2A＝0，C1＝0.88×103J/(kg·℃)，ρ1＝2.7g/cm3，C2＝0.232×103J/(kg·℃)，ρ2＝10.49g/cm3，代入公式(8)，可得，
Figure GDA0003535451210000085
假如光束B的波长选为355nm，由图2可知，β1B＝0.08，β2B＝0.2,代入上式，可得：
PB＝217W
则，光束B的波长为355nm，功率为217W。所以，频率转换器可以选择三倍频转换器(频率变为原来的三倍，则波长变为原来的1/3，355*3＝1065)。
光束A(即激光A)和光束B(激光B)的波长确定后，在加工过程中，两个激光器的波长不再变动。另外，不一定非要使ΔT1＝ΔT2，只需要两种金属材料之间的温差小于应力产生的临界值就可以。
本实施例还提供一种激光选区熔化的控制装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如图5所示方法。
本实施例的一种激光选区熔化的控制装置，可执行本发明方法实施例所提供的一种激光选区熔化的控制方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种激光选区熔化的控制系统，其特征在于，包括：
激光器，用于产生单频率的第一激光；
频率转换器，用于根据单频率的第一激光获取混合n个频率的激光；
分光器，用于将混合n个频率的激光分为n个单频率的第二激光；
所述第二激光依次经过光路控制系统和振镜系统后，照射到设置在成型室内的待加工区域上，所述待加工区域上设有由n种金属成分混合组成的粉料；
其中，n个所述第二激光照射在同一区域上，使得n种金属材料之间的温差小于应力产生的临界值；
所述第二激光的功率采用以下公式计算获得：
Figure FDA0003535451200000011
其中，C为金属材料的比热容，ρ为金属材料的密度，V为金属材料的体积，ΔT为金属材料的温度变化，t为激光的照射时间，β为金属材料对激光的吸收率。
2.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化的控制系统，其特征在于，所述成型室上设有铺粉辊、用于制造所需工件的成型缸，以及用于安放粉料的粉料缸；
所述粉料缸用于通过向上移动，使粉料溢出预设表面；
所述铺粉辊用于通过移动，将溢出的粉料输送至成型缸处。
3.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化的控制系统，其特征在于，所述频率转换器包括非线性光学晶体；
所述第一激光经过所述非线性光学晶体的处理后，获得第二激光；
所述第二激光的频率为所述第一激光频率的m倍，所述m为大于1的整数。
4.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化的控制系统，其特征在于，所述光路控制系统用于控制所述第二激光的输出功率，以输出n路功率不同的第二激光。
5.一种激光选区熔化的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
对粉料中各种金属组成进行分析，获得n种金属材料；其中，所述粉料用于制造所需工件；
获取所述n种金属材料的属性信息，根据属性信息获取n个频率不同的激光；根据属性信息计算各频率对应的激光的功率，以使n个激光同时照射在粉料上时，所述n种金属材料的温度变化符合预设条件；
所述功率采用以下公式计算获得：
Figure FDA0003535451200000021
其中，C为金属材料的比热容，ρ为金属材料的密度，V为金属材料的体积，ΔT为金属材料的温度变化，t为激光的照射时间，β为金属材料对激光的吸收率；
所述n种金属材料的温度变化符合预设条件，包括：
所述n种金属材料之间的温差小于应力产生的临界值。
6.根据权利要求5所述的一种激光选区熔化的控制方法，其特征在于，所述n为2，所述n种金属材料包括第一金属材料和第二金属材料；n个频率不同的激光包括第一频率激光和第二频率激光；
所述第一金属材料的温度变化公式如下：
Figure FDA0003535451200000022
所述第二金属材料的温度变化公式如下：
Figure FDA0003535451200000023
其中，所述PA为第一频率激光的功率，PB为第二频率激光的功率；β1A为第一金属材料对第一频率激光的吸收率，β1B为第一金属材料对第二频率激光的吸收率，C1为第一金属材料的比热容，ρ1为第一金属材料的密度；β2A为第二金属材料对第一频率激光的吸收率，β2B为第二金属材料对第二频率激光的吸收率，C2为第二金属材料的比热容，ρ2为第二金属材料的密度；t为激光的照射时间，V为金属材料的体积。
7.根据权利要求6所述的一种激光选区熔化的控制方法，其特征在于，所述根据属性信息计算各频率对应的激光的功率，包括：
将所述第一金属材料的温度变化ΔT1与所述第二金属材料的温度变化ΔT2相等，计算第一频率激光的功率PA和第二频率激光的功率PB。
8.根据权利要求6所述的一种激光选区熔化的控制方法，其特征在于，所述第二频率激光的频率为第一频率激光的频率的m倍，所述m为大于1的整数。
9.一种激光选区熔化的控制装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现权利要求5-8任一项所述方法。
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