JP2020011300A - 全方向ビルド経路を有するレーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド - Google Patents
全方向ビルド経路を有するレーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド Download PDFInfo
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Abstract
Description
本米国特許出願は、参照のためその開示を本明細書に援用する2018年7月19日出願の米国仮特許出願第62/700,398号明細書からの優先権および便宜を主張する。
12 フレーム
14 ロボット
16 第1のテーブル
18 第2のテーブル
22 部品
24 部品
26 フロントアクセスドア
28 リアアクセスドア
32 窓
40 制御パネル
42 制御筐体
60 蒸着ヘッド
62 軟質管または導管
64 消耗金属ワイヤ
66 容器
68 ワイヤ送出器
72 電源
74 プラットホーム
76 セルコントローラ
100 従来のレーザホットワイヤシステム
110 レーザ光線
115 基板または部品
120 レーザ集束装置
130 レーザ出力発振器
140 抵抗性溶接ワイヤ
150 溶接ワイヤ送出器
160 接触管
170 ホットワイヤ電源
180 運動コントローラ
190 ロボット
193 プラットホーム
195 感知および電流コントローラ
310 レーザ光線
320 消耗金属溶接ワイヤ
330 接触先端/管
335 予熱区域
340 遮蔽ガス
350 ノーズコーン
360 基板/層
362 蒸着区域
364 希釈区域
370 収斂場所
380 長手方向
400 垂直配向一体化蒸着ヘッド
410 ノーズコーン
420 ワイヤ送出装置
425 駆動ローラ
500 一体化蒸着ヘッド
510 ガスホース
520 ガスノズル
530 消耗溶接ワイヤ
540 レーザ光線
550 ノーズコーン
600 一体化蒸着ヘッド
610 ユーティリティホースおよび導管
620 水冷接触ブロック
630 ノーズコーン
820 アーム
930 ワイヤ送出装置
935 駆動ローラ
1210 溶接ワイヤ
1410 補助ガスノズル
1420 ワイヤ導管
1500 直方体ブロック
1510 物差し
1600 中空円筒部品
1700 一体化蒸着ヘッド
1710 アーム
1740 ワイヤ送出装置
1750 比較的小さいロボット
1900 コントローラ
1912 バスサブシステム
1914 プロセッサ
1916 ネットワークインターフェースサブシステム
1920 ユーザインターフェース出力装置
1922 ユーザインターフェース入力装置
1924 記憶サブシステム
1926 ファイル記憶サブシステム
1928 メモリサブシステム
2000 一体化蒸着ヘッド
2010 ワイヤ送出器
2015 モータ
2016 一体化ワイヤ送出器回路制御基板
2017 駆動ローラ
2020 レーザ処理サブシステム
2030 ノーズコーン
2100 部分
2101 蒸着ヘッド筐体
2105 クランプ
2110 軟質ブーツ
2115 シール付きクランプ
2120 熱的/電気的絶縁板
2125 ワイヤ進入調整ユニット
2130 水冷接触ブロック
2135 ノーズコーンロック環
2140 補助/先端冷却ガス導管
2145 ノーズコーン
2150 レーザ光線
2155 溶接ワイヤ
2160 ワイヤ接触先端
2165 冷却通路
2170 ワイヤ導管およびライナ
2175 ホットワイヤ処理導電リード
2180 集束光学系出口先端
2185 集束光学系支援ガス入口
2190 無孔集束光学系カバースライド
2195 レーザ光集束光学系モジュール
2200 ホットワイヤ処理サブシステム
2300 レーザ処理サブシステム
2350 レーザ集束装置
2500 蒸着ヘッド構造フレーム
Claims (20)
- 一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッドであってであって、前記蒸着ヘッドは、
構造フレームと、
前記フレーム内に取り付けられた、レーザ集束装置を含むレーザ処理サブシステムであって基板または付加製造される部品に向かって縦配向方向に単一光線経路レーザ光線を配送するように構成されたレーザ処理サブシステムと、
前記フレーム内に取り付けられたワイヤ送出装置および接触管であって、消耗溶接ワイヤを前記縦配向方向に対して1°〜30°の間の角度で前記基板または前記部品方向に送出するように構成されたワイヤ送出装置および接触管と
を含み、前記蒸着ヘッドは、
前記単一光線経路レーザ光線の配向を前記縦配向方向から角度的に変更する、または
前記蒸着ヘッドを回転する
必要無く、前記部品を付加製造するために運動制御システムの誘導下で前記基板または前記部品に対して全方向に移動されるように構成される、一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。 - 前記角度は1°〜30°の間で手動調整可能である、請求項1に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 前記レーザ光線が前記基板または前記部品に収斂する第1の位置と前記消耗溶接ワイヤの先端が前記基板または前記部品に収斂する第2の位置との間の距離が手動調整可能である、請求項1に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 前記単一光線経路レーザ光線は前記一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド内で分割または再合成されない、請求項1に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- ノーズコーン、ユーティリィティホースおよび導管、並びに水冷接触ブロックをさらに含む、請求項1に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 前記ワイヤ送出装置はモータおよび駆動ローラを含む、請求項1に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 前記消耗溶接ワイヤは、前記縦配向方向から約30度以下の第1の角度で前記蒸着ヘッド内の前記接触管に近づき、次に、前記縦配向方向から約1〜5度の第2の角度で前記接触管から出る、請求項1に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 前記レーザ集束装置は最大15キロワットの出力を供給する赤外スペクトルで動作する、請求項1に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 最大約10.0キログラム/時間の蒸着速度が実現可能である、請求項1に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 前記レーザ集束装置は、レーザ光線集束光学系モジュール、集束光学系支援ガス入口、無孔集束光学系カバースライド、および集束光学系出口先端のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッドであって、前記蒸着ヘッドは、
構造フレームと、
前記フレーム内に取り付けられた、レーザ集束装置を含むレーザ処理サブシステムであって、基板または付加製造される部品に向かって縦配向方向に単一光線経路レーザ光線を配送するように構成されたレーザ処理サブシステムと、
前記フレーム内に取り付けられた接触管であって、外部ワイヤ送出装置からの消耗溶接ワイヤを受け入れ、前記消耗溶接ワイヤを前記縦配向方向に対し1°〜30°の間の角度で前記基板または前記部品方向に誘導するように構成された、接触管と
を含み、前記蒸着ヘッドは、
前記単一光線経路レーザ光線の配向を前記縦配向方向から角度的に変更する、または
前記蒸着ヘッドを回転する
必要無く、前記部品を付加製造するために運動制御システムの誘導下で前記基板または前記部品に対して全方向に移動されるように構成される、一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。 - 前記角度は1°〜30°の間で手動調整可能である、請求項11に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 前記レーザ光線が前記基板または前記部品に収斂する第1の位置と前記消耗溶接ワイヤの先端が前記基板または前記部品に収斂する第2の位置との間の距離が手動調整可能である、請求項11に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 前記単一光線経路レーザ光線は前記一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド内で分割または再合成されない、請求項11に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- ノーズコーン、ユーティリィティホースおよび導管、並びに水冷接触ブロックをさらに含む、請求項11に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 前記消耗溶接ワイヤは、前記縦配向方向から約30度以下の第1の角度で前記蒸着ヘッド内の前記接触管に近づき、次に、前記縦配向方向から約1〜5度の第2の角度で前記接触管から出る、請求項11に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 前記レーザ集束装置は最大15キロワットの出力を供給する赤外スペクトルで動作する、請求項11に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 最大約10.0キログラム/時間の蒸着速度が実現可能である、請求項11に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 前記レーザ集束装置は、レーザ光線集束光学系モジュール、集束光学系支援ガス入口、無孔集束光学系カバースライド、および集束光学系出口先端のうちの少なくとも1つを含む、請求項11に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
- 熱的/電気的絶縁板、ワイヤ進入調整ユニット、ノーズコーンロック環、および補助/先端冷却ガス導管のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項11に記載の一体化レーザホットワイヤ付加蒸着ヘッド。
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