CN2024100410438一种环境可调的高性能激光增材系统及制造方法.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN117548694A
(43)申请公布日2024.02.13
(21)申请号202410041043.8B33Y10/00(2015.01)
(22)申请日2024.01.11B33Y30/00(2015.01)
B33Y40/00(2020.01)
(71)申请人广东腐蚀科学与技术创新研究院B33Y70/00(2020.01)
地址510000广东省广州市黄埔区开源大C22C14/00(2006.01)
道136号B2栋C22C38/02(2006.01)
(72)发明人韩恩厚孙桂芳C22C38/04(2006.01)
C22C38/06(2006.01)
(74)专利代理机构广州恒成智道知识产权代理
C22C38/42(2006.01)
有限公司44575
C22C38/44(2006.01)
专利代理师杨欣宇龚洁
C22C38/48(2006.01)
(51)Int.Cl.C22C38/50(2006.01)
B22F12/80(2021.01)C22C38/58(2006.01)
B22F10/28(2021.01)

B22F10/32(2021.01)
B22F12/70(2021.01)
B22F12/90(2021.01)
权利要求书3页说明书14页附图3页
(54)发明名称
一种环境可调的高性能激光增材系统及制
造方法
(57)摘要
本发明公开一种环境可调的高性能激光增
材系统及制造方法，包括：高压舱系统包括高压
舱主体、原料腔与溶液构造腔，所述高压舱主体
用于盛放溶液，溶液环境构造系统包括溶液传感
器、气‑液控制模块，气‑液控制模块根据溶液状
态传感器的溶液状态参数在所述溶液构造腔内
构造、监测、调节溶液环境；激光增材制造系统的
激光头设置在所述保护罩形成的保护区域内，气
瓶组提供特殊成分气体以在溶液环境内形成局
部干区；金属粉末与激光相互作用形成液态熔
池，激光头执行复杂的运动轨迹和逐层沉积合金
粉末。本发明有效调控熔池冶金过程中缺陷的形
成，显著提升增材制造材料内部冶金结合质量和
力学性能。
CN117548694A
CN117548694A权利要求书1/3页

1.一种环境可调的高性能激光增材系统，其特征在于，包括：高压舱系统、溶液环境构
造系统、激光增材制造系统；
所述高压舱系统包括高压舱主体、原料腔与溶液构造腔，所述高压舱主体用于盛放溶
液，所述原料腔用于长期盛放不同的原料液；
溶液环境构造系统包括溶液传感器与气‑液控制模块，气‑液控制模块根据溶液状态传
感器的溶液状态参数在所述溶液构造腔内构造、监测、调节溶液环境；
所述激光增材制造系统包括激光器、激光头、送粉器、保护罩、气瓶组与基板，所述激光
头设置在所述保护罩形成的保护区域内，气瓶组提供特殊成分气体以在溶液环境内形成局
部干区；所述激光器产生激光传输至激光头，激光折射汇聚于基板的预设点形成微熔池，送
粉器向所述激光头传输金属粉末，金属粉末与激光相互作用形成液态熔池，激光头执行复
杂的运动轨迹和逐层沉积合金粉末。
2.根据权利要求1所述的一种环境可调的高性能激光增材系统，其特征在于，所述高压
舱主体的横截面呈圆形，沿所述高压舱主体的外壁向高压舱主体的中心方向，由外到内依
次设置原料腔、溶液构造腔和工作腔；所述原料腔为沿圆周均匀分布的多个独立腔室，每个
独立腔室用于长期存放不同原料液；
所述溶液构造腔设置在所述原料腔的外部，为环形的单一腔室；所述原料腔和所述溶
液构造腔底部均设置有一向下的倾斜面；所述工作腔用于构建激光增材制造所需的特种溶
液环境。
3.根据权利要求2所述的一种环境可调的高性能激光增材系统，其特征在于，所述原料
液的种类不少于1种；原料液互相混合形成过渡溶液，多种成分溶液以预设先后次序配置，
经充分反应且成分均匀的溶液形成目标溶液；
所述气‑液控制模块包括气瓶组、多个气体通道，液体通道、气路电控阀门和液路电控
阀，通过气路电控阀门和液路电控阀控制所述原料腔、所述溶液构造腔的压力以及液体的
流动；
所述溶液状态传感器设置于所述工作腔的侧壁上，实时监测工作腔内溶液环境的状态
参数。
4.根据权利要求3所述的一种环境可调的高性能激光增材系统，其特征在于，每个原料
腔上均至少设置一个进液通道、一个进气通道和一个出气通道；每个进液通道、进气通道和
出气通道上均设置有电控阀门；溶液原料通过原料腔进液通道进入原料腔内，添加原料液；
原料腔内多余的气体通过原料腔出气通道排出高压舱主体，高压气体通过原料腔进气通道
向原料腔内的溶液原料施加压力；电控阀门用于控制其对应流经气体或流经液体的流量和
压力。
5.根据权利要求3所述的一种环境可调的高性能激光增材系统，其特征在于，溶液构