【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学与制造，尤其涉及一种可控环形光斑光道系统及粉末床增材制造装置。
技术介绍
1、在金属增材制造中，激光粉末床熔融是最具工业潜力的技术之一。当今，多数的激光粉末床熔融设备使用高斯光束，光斑直径介于60-100μm之间。由于光束的能量集中在光斑中心，打印的材料容易出现匙孔缺陷，导致成品质量下降。同时，光斑直径过小，导致打印成形效率低下。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种可控环形光斑光道系统及粉末床增材制造装置。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种可控环形光斑光道系统，所述光道系统包括轴锥透镜和聚焦镜，所述轴锥透镜数量至少为两个，所述聚焦镜数量为一个，所述轴锥透镜和聚焦镜依次排列在所述光道系统中，所述轴锥透镜依次排列在所述光道系统前端，所述聚焦镜排列在所述轴锥透镜之后，所述光道系统通过所述轴锥透镜和聚焦镜将高斯光束转变成环形光斑。
4、进一步地，所述轴锥透镜数量为两个，排列在所述光道系统最前端的所述轴锥透镜为第一轴锥透镜，排在所述第一轴锥透镜之后的所述轴锥透镜为第二轴锥透镜。
5、进一步地，所述第一轴锥透镜、第二轴锥透镜和聚焦镜依次设置于所述光道系统内，所述第一轴锥透镜和第二轴锥透镜之间的距离可调节。
6、进一步地，所述聚焦镜与所述第二轴锥透镜之间的距离可调节。
7、进一步地，所述轴锥透镜包括平凸棱锥透镜和平凹棱锥透镜。
8、一种可控环形光斑粉末床增材制造装置，所述
9、进一步地，所述制造装置还包括激光光束源、直准器、振镜和成型仓，所述激光光束源、直准器、光道系统、振镜和成型仓依次设置。
10、进一步地，所述成型仓内设有打印粉末床。
11、进一步地，所述振镜进行偏转调节。
12、进一步地，所述制造装置中高斯光束的作用过程包括：所述高斯光束首先流经直准器，再通过轴锥透镜转变成环形光斑，并通过聚焦镜调节所述环形光斑大小，然后将所述环形光斑通过振镜调整方向照射至打印粉末床平面，实现粉末床增材制造。
13、有益效果：
14、本专利技术公开的一种可控环形光斑光道系统，将高斯光束转变成环形光斑，通过聚焦镜实现在焦平面的光斑大小控制，在环形光斑的情况下，激光能量不再集中在光束中心，因此降低了匙孔缺陷的触发频率。同时，由于光斑大小可控，打印成形效率可通过更大的光斑而得到提升，具有重要的实际应用价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种可控环形光斑光道系统，其特征在于，所述光道系统包括轴锥透镜和聚焦镜，所述轴锥透镜数量至少为两个，所述聚焦镜数量为一个，所述轴锥透镜和聚焦镜依次排列在所述光道系统中，所述轴锥透镜依次排列在所述光道系统前端，所述聚焦镜排列在所述轴锥透镜之后，所述光道系统通过所述轴锥透镜和聚焦镜将高斯光束转变成环形光斑。
2.根据权利要求1所述一种可控环形光斑光道系统，其特征在于，所述轴锥透镜数量为两个，排列在所述光道系统最前端的所述轴锥透镜为第一轴锥透镜，排在所述第一轴锥透镜之后的所述轴锥透镜为第二轴锥透镜。
3.根据权利要求2所述一种可控环形光斑光道系统，其特征在于，所述第一轴锥透镜、第二轴锥透镜和聚焦镜依次设置于所述光道系统内，所述第一轴锥透镜和第二轴锥透镜之间的距离可调节。
4.根据权利要求3所述一种可控环形光斑光道系统，其特征在于，所述聚焦镜与所述第二轴锥透镜之间的距离可调节。
5.根据权利要求4所述一种可控环形光斑光道系统，其特征在于，所述轴锥透镜包括平凸棱锥透镜和平凹棱锥透镜。
6.一种可控环形光斑粉末床增材制造装置，其
7.根据权利要求6所述一种可控环形光斑粉末床增材制造装置，其特征在于，所述制造装置还包括激光光束源、直准器、振镜和成型仓，所述激光光束源、直准器、光道系统、振镜和成型仓依次设置。
8.根据权利要求7所述一种可控环形光斑粉末床增材制造装置，其特征在于，所述成型仓内设有打印粉末床。
9.根据权利要求8所述一种可控环形光斑粉末床增材制造装置，其特征在于，所述振镜进行偏转调节。
10.根据权利要求9所述一种可控环形光斑粉末床增材制造装置，其特征在于，所述制造装置中高斯光束的作用过程包括：所述高斯光束首先流经直准器，再通过轴锥透镜转变成环形光斑，并通过聚焦镜调节所述环形光斑大小，然后将所述环形光斑通过振镜调整方向照射至打印粉末床平面，实现粉末床增材制造。
...【技术特征摘要】
1.一种可控环形光斑光道系统，其特征在于，所述光道系统包括轴锥透镜和聚焦镜，所述轴锥透镜数量至少为两个，所述聚焦镜数量为一个，所述轴锥透镜和聚焦镜依次排列在所述光道系统中，所述轴锥透镜依次排列在所述光道系统前端，所述聚焦镜排列在所述轴锥透镜之后，所述光道系统通过所述轴锥透镜和聚焦镜将高斯光束转变成环形光斑。
2.根据权利要求1所述一种可控环形光斑光道系统，其特征在于，所述轴锥透镜数量为两个，排列在所述光道系统最前端的所述轴锥透镜为第一轴锥透镜，排在所述第一轴锥透镜之后的所述轴锥透镜为第二轴锥透镜。
3.根据权利要求2所述一种可控环形光斑光道系统，其特征在于，所述第一轴锥透镜、第二轴锥透镜和聚焦镜依次设置于所述光道系统内，所述第一轴锥透镜和第二轴锥透镜之间的距离可调节。
4.根据权利要求3所述一种可控环形光斑光道系统，其特征在于，所述聚焦镜与所述第二轴锥透镜之间的距离可调节。
5.根据权利要求4所述一种可控环形光斑光道系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶佐元，康梓铭，高运来，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心，
类型：发明
国别省市：
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