УСТРОЙСТВО ОДНОВРЕМЕННОГО СКАНИРОВАНИЯ ДВУМЯ ЛАЗЕРНЫМИ ПУЧКАМИ

Полезная модель относится к аддитивным технологиям и может быть использована для изготовления деталей из металлов и полимеров методами селективного лазерного сплавления и селективного лазерного спекания. Более конкретно полезная модель относится к устройству одновременного сканирования двумя лазерными пучками, входящего в состав установки селективного лазерного сплавления или спекания.
Известна схема установки двух сканирующих устройств рядом так, что каждое сканирующее устройство оснащено F-theta объективом для фокусирования лазерного пучка на плоскости рабочей зоны.
Известна схема установки рядом двух сканирующих устройств, перед которыми установлены коллиматоры, обеспечивающие их засветку параллельными пучками, после которых установлены F-theta объективы, обеспечивающие фокусировку лазерных пучков на плоскости рабочей зоны, примененная фирмой SLM в установке SLM 280HL (https://slm-solutions.com/products/machines/slmr500hl), описание которой приведено в статье сотрудников компании-производителя SLM Solutions (http://lane-conference.org/downloads/IndustrialContributions/LANE2014_Wiesner_Mu lti-Laser_Selective_Laser.pdf). Наличие в системе F-theta объективов подтверждается инструкцией по эксплуатации установки SLM 280 HL, стр. 99, рис. 60 (29.11.2013).
Недостатком данной схемы является невозможность обеспечения полного перекрытия областями сканирования всей рабочей зоны, так как F-theta объективы имеют большие габариты и не обеспечивают фокусировку при необходимых для полного перекрытия рабочих полей, углах отклонения. При этом каждый лазерный луч может обрабатывать только часть рабочей зоны.
Известно устройство обработки, содержащее две лазерные головки и вариообъективы, описанное в публикации международной заявки WO 2016128278 А (18.08.2016), принятое за прототип. Однако, в известном устройстве обеспечивается только частичное перекрытие рабочей зоны, что ограничивает возможности обработки деталей и не позволяет получить детали с высокой точностью обработки.
Задачей данной полезной модели является разработка устройства, обеспечивающего широкие технологические возможности изготовления и обработки деталей при высокой точности такой обработки.
Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в расширении технологических возможностей обработки и изготовления деталей при обеспечении их высокого качества и точности обработки за счет обеспечения полного перекрытия рабочей зоны.
В частности, использование двухлазерной системы, обеспечивающей полное перекрытие рабочего поля, позволяет:
- предварительно прогревать порошок с последующим сплавлением вторым лазером,
- переплавлять не остывшую до конца область детали,
- сплавлять тонким пучком периметр, таким образом обеспечивая точность и одновременное сплавление прилегающей к нему полосы внутренней области, что в свою очередь обеспечивает большую прочность периметру.
- позволяет провести двукратную переплавку, когда второй лазер расплавляет большую площадь, к примеру, что гомогенизирует материал детали.
Поставленная задача решается тем, что предложено устройство одновременного сканирования двумя лазерными пучками, содержащее два лазерных источника и два расположенных рядом устройства механического сканирования, каждое из которых со стороны входа оснащено механизированным вариофокальным объективом. Устройство отличается тем, что вариофокальные объективы выполнены с возможностью фокусирования лазерных пучков на всей плоскости ростовой зоны, а устройства механического сканирования установлены друг относительно друга так, что области сканирования каждого из них полностью перекрывают ростовую зону.
В предпочтительном варианте вариофокальные объективы выполнены с возможностью обеспечения автоматической фокусировки лазерных пучков на всей рабочей плоскости.
Устройство может быть выполнено с возможностью осуществления параллельного или последовательного сканирования двумя устройствами механического сканирования.
На сканирующее устройство подается не параллельный лазерный пучок, а сфокусированный вариофокальным объективом так, чтобы фокус располагался на плоскости рабочей зоны. Корректировка фокусного расстояния в зависимости от угла отклонения осуществляется вариофокальным объективом под управлением специализированного программно-аппаратного комплекса.