【摘 要】
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为实现不等壁厚复杂零件的激光增材制造,本文提出一种基于自适应镜的可变圆光斑激光熔覆光学系统。系统由反射式抛物准直镜、反射式自适应镜和反射式抛物聚焦镜等组成。通过
【机 构】
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华中科技大学光学与电子信息学院激光加工国家工程研究中心;
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为实现不等壁厚复杂零件的激光增材制造,本文提出一种基于自适应镜的可变圆光斑激光熔覆光学系统。系统由反射式抛物准直镜、反射式自适应镜和反射式抛物聚焦镜等组成。通过气压比例阀调节自适应镜腔内气压,改变自适应镜表面曲率半径,使光束以不同程度的会聚角或发散角入射到反射式抛物聚焦镜,从而改变作用在工件表面的激光光斑大小。建立了基于自适应镜变斑光学系统的物理模型,通过Matlab和Zemax软件仿真分析了自适应镜焦距的变化范围、反射式抛物准直镜与反射式抛物聚焦镜的焦距和位置,以及光纤激光光源参数等对系统变斑特性的影响。设计开发了可变圆光斑激光熔覆光学系统,采用6kW光纤激光器,按照变光斑变功率等速度等功率密度的方案进行了激光熔覆工艺实验,实现了壁厚由3mm渐变到8mm的椭圆形工件的激光熔覆增材制造。
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