基于自适应镜的可变圆光斑激光熔覆光学系统

作     者：秦应雄 张怀智 昌思怡 潘新宇 唐霞辉 Qin Yingxiong;Zhang Huaizhi;Chang Siyi;Pan Xinyu;Tang Xiahui

作者机构：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湖北武汉430074 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFB1100302) 国家自然科学基金(61575072) 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2020年第47卷第3期

页      码：143-149页

摘      要：为实现不等壁厚复杂零件的激光增材制造,设计开发了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。采用6 kW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激光熔覆工艺实验,实现了壁厚由3 mm渐变到8 mm的椭圆形工件的激光熔覆增材制造。

主 题 词：激光熔覆 增材制造 可变光斑 自适应镜 光学系统 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/CJL202047.0302007

馆 藏 号：203908410...