CN217096162U - 一种激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光沉积制造技术领域，提供了一种激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置，包括安装面板，安装面板的顶部跟底部分别安装有上固定座和下固定座，上固定座安装有准直镜，下固定座安装有保护镜，且上固定座和下固定座上分别固定安装有对应设置的上导向筒和下导向筒，且上导向筒和下导向筒之间密封滑动安装有滑动导向筒；安装面板上还滑动安装有驱动装置驱动的镜座，镜座贯穿滑动导向筒设置，并与滑动导向筒固定连接，镜座上安装有与准直镜、保护镜对应设置的聚焦镜。本实用新型通过逐层沉积，不但能够节省粉末原材料，缩短沉积时间，且能够实现对薄壁金属件的精确沉积，使得对薄壁金属件的成形及修复加工更加精准稳定，加工精度高。

Description

一种激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置

技术领域

本实用新型涉及激光沉积制造技术领域，尤其涉及一种激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置。

背景技术

激光沉积制造技术(Laser Direct Manufacture)，是目前金属增材制造技术中常用的一种制造方法，其利用高能量激光束为热源，粉末同步送进的方式，将待熔粉末直接送入高能量激光束产生的熔池中，通过引导激光熔覆头的位移，逐层按照规划路径进行快速熔融、凝固后沉积，通过层层堆积最终成型出三维立体的金属零部件，相较传统的铸造、锻造等成型方式，不但实现了轻量化制造，且制造成本及制造周期大大降低。

目前，激光熔覆头作为激光沉积制造中高能量激光束的终端输出，因设备及工艺的稳定性要求，其所选取聚焦镜参数为固定值，熔池大小采用预定值，虽能够精确控制能量输入、扫描路径和层厚，但在生产过程中会遇到成形不匹配的情况，特别是对形状、尺寸等结构变化大的薄壁金属件，由于无法灵活改变熔池大小，难以实现对薄壁金属件的精准沉积，进而难以实现对工件精准稳定的成形修复加工。

实用新型内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本实用新型。

具体而言，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置，以解决目前的激光沉积成形装置，难以实现对熔池大小的调节，进而无法实现对形状、尺寸等结构变化大的薄壁金属件精准稳定的成形修复加工的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置，包括安装面板，所述安装面板的顶部跟底部分别固定安装有上固定座和下固定座，所述上固定座安装有准直镜，所述下固定座安装有保护镜，且所述上固定座和所述下固定座上分别固定安装有上导向筒和下导向筒，所述上导向筒与所述下导向筒对应设置，且所述上导向筒和所述下导向筒之间密封滑动安装有滑动导向筒；

所述安装面板上还滑动安装有驱动装置驱动的镜座，所述镜座贯穿所述滑动导向筒设置，并与所述滑动导向筒固定连接，所述镜座上安装有聚焦镜，且所述准直镜、所述聚焦镜和所述保护镜对应设置。

作为一种改进的技术方案，所述滑动导向筒的外径与所述上导向筒、所述下导向筒的内径相适配，且所述滑动导向筒的两端部分别延伸至所述上导向筒、所述下导向筒内设置。

作为一种改进的技术方案，所述滑动导向筒的两端部分别开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有密封圈，所述滑动导向筒通过所述密封圈与所述上导向筒、所述下导向筒密封滑动连接。

作为一种改进的技术方案，所述安装面板上于所述滑动导向筒的两侧分别固定安装有导轨，所述导轨与所述滑动导向筒的轴向平行设置，所述镜座朝向所述导轨的一侧固定安装有滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合，所述镜座通过所述滑块和所述导轨滑动安装于所述安装面板上。

作为一种改进的技术方案，所述驱动装置包括固定安装于所述安装面板上的驱动电机，所述安装面板上还转动安装有丝杆，所述丝杆与所述镜座螺纹配合连接，且所述丝杆的一端与所述驱动电机的输出轴传动连接。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

(1)该激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置，使用时，依据所需成形的薄壁金属件结构，驱动电机工作，带动镜座上下位移，从而实现聚焦镜的上下移动，通过聚焦镜的上下移动，能够改变作用到工件表面上的光斑的大小，实现熔池大小的灵活调节，以适用于形状、尺寸等结构变化大的薄壁金属件的成形、修复加工，相较传统的激光沉积成形结构，可利用加工速度与光斑变化的协调配合，更好的进行薄壁金属件的沉积或修复，通过逐层沉积，不但能够节省粉末原材料，缩短沉积时间，且能够实现对薄壁金属件的精确沉积，使得对薄壁金属件的成形及修复加工更加精准稳定，工件尺寸的加工精度高。

(2)设有的该滑动导向筒，能够实现与镜座的随动位移，能够有效避免灰尘杂质等进入到导向筒内，从而避免了外界环境对该装置内部构件的影响，使用安全可靠。

(3)通过导轨和滑块实现镜座于安装面板上的滑动安装，使得在驱动装置驱动下，能够实现镜座的平稳滑动位移，进而实现了聚焦镜的精准位移，为实现对工件精准有效的沉积或修复提供了可靠保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型工作状态结构示意图；

图3为本实用新型的部分立体结构示意图；

附图标记：1-安装面板；2-上固定座；3-下固定座；4-准直镜；5-保护镜；6-上导向筒；7-下导向筒；8-滑动导向筒；9-密封圈；10-镜座；11-导轨；12-滑块；13-驱动电机；14-丝杆；15-聚焦镜；16-激光束；17-光斑；18-工件。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

如图1至图3共同所示，本实施例提供了一种激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置，包括安装面板1，安装面板1的顶部跟底部分别固定安装有上固定座2和下固定座3，上固定座2安装有准直镜4，下固定座3安装有保护镜5，且上固定座2和下固定座3上分别固定安装有上导向筒6和下导向筒7，上导向筒6与下导向筒7对应设置，且上导向筒6和下导向筒7之间密封滑动安装有滑动导向筒8；

安装面板1上还滑动安装有驱动装置驱动的镜座10，镜座10贯穿滑动导向筒8设置，并与滑动导向筒8固定连接，镜座10上安装有聚焦镜15，且准直镜4、聚焦镜15和保护镜5对应设置。

本实施例中，滑动导向筒8的外径与上导向筒6、下导向筒7的内径相适配，且滑动导向筒8的两端部分别延伸至上导向筒6、下导向筒7内设置。

为确保滑动导向筒8与上导向筒6、下导向筒7间的有效密封连接，本实施例中，滑动导向筒8的两端部分别沿周向开设有环形凹槽，环形凹槽内设有密封圈9，滑动导向筒8通过密封圈9与上导向筒6、下导向筒7密封滑动连接。

设有的该滑动导向筒8，能够实现与镜座10的随动位移，从而有效避免了灰尘杂质等进入到导向筒内，从而避免了外界环境对该装置内部构件的影响，使用安全可靠。

为实现镜座10于安装面板1上的滑动安装，本实施例中，安装面板1上于滑动导向筒8的两侧分别固定安装有导轨11，导轨11与滑动导向筒8的轴向平行设置，镜座10朝向导轨11的一侧固定安装有滑块12，滑块12与导轨11滑动配合，镜座10通过滑块12和导轨11滑动安装于安装面板1上，使得在驱动装置驱动下，能够实现镜座10的平稳滑动位移，进而实现了聚焦镜15的精准位移，为实现对工件精准有效的沉积或修复提供了可靠保障。

驱动装置包括固定安装于安装面板1上的驱动电机13，安装面板1上还通过轴承座转动安装有丝杆14，丝杆14与镜座10螺纹配合连接，且丝杆14的一端与驱动电机13的输出轴传动连接，通过数控系统控制驱动电机13工作，带动丝杆14转动，从而带动镜座10位移。本实施例中，驱动电机13可选用伺服电机。

基于上述结构的该激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置，工件18位置不动，该装置的熔覆头结构整体不动，其所获光斑17的大小一定，加工过程中，依据需要光斑17的大小，通过聚焦镜15的上下移动，获取相应大小的光斑值。

使用时，高能量激光束16依次经过准直镜4、聚焦镜15和保护镜5于工件18表面形成光斑17，依据所需成形的薄壁金属件结构，驱动电机13工作，带动镜座10上下位移，从而实现聚焦镜15的上下移动，通过聚焦镜15的上下移动，能够改变作用到工件18表面上的光斑17的大小，实现熔池大小的灵活调节，以适用于形状、尺寸等结构变化大的薄壁金属件的成形、修复加工，相较传统的激光沉积成形结构，可利用加工速度与光斑变化的协调配合，更好的进行薄壁金属件的沉积或修复，通过逐层沉积，不但能够节省粉末原材料，缩短沉积时间，且能够实现对薄壁金属件的精确沉积，使得对薄壁金属件的成形及修复加工更加精准稳定，工件尺寸的加工精度高。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置，包括安装面板，其特征在于：所述安装面板的顶部跟底部分别固定安装有上固定座和下固定座，所述上固定座安装有准直镜，所述下固定座安装有保护镜，且所述上固定座和所述下固定座上分别固定安装有上导向筒和下导向筒，所述上导向筒与所述下导向筒对应设置，且所述上导向筒和所述下导向筒之间密封滑动安装有滑动导向筒；

所述安装面板上还滑动安装有驱动装置驱动的镜座，所述镜座贯穿所述滑动导向筒设置，并与所述滑动导向筒固定连接，所述镜座上安装有聚焦镜，且所述准直镜、所述聚焦镜和所述保护镜对应设置。

2.如权利要求1所述的激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置，其特征在于：所述滑动导向筒的外径与所述上导向筒、所述下导向筒的内径相适配，且所述滑动导向筒的两端部分别延伸至所述上导向筒、所述下导向筒内设置。

3.如权利要求2所述的激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置，其特征在于：所述滑动导向筒的两端部分别开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有密封圈，所述滑动导向筒通过所述密封圈与所述上导向筒、所述下导向筒密封滑动连接。

4.如权利要求3所述的激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置，其特征在于：所述安装面板上于所述滑动导向筒的两侧分别固定安装有导轨，所述导轨与所述滑动导向筒的轴向平行设置，所述镜座朝向所述导轨的一侧固定安装有滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合，所述镜座通过所述滑块和所述导轨滑动安装于所述安装面板上。

5.如权利要求4所述的激光沉积增材制造用可变焦成形修复装置，其特征在于：所述驱动装置包括固定安装于所述安装面板上的驱动电机，所述安装面板上还转动安装有丝杆，所述丝杆与所述镜座螺纹配合连接，且所述丝杆的一端与所述驱动电机的输出轴传动连接。

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