Устройство для лазерного спекания изделия из порошкообразных материалов

Изобретение относится к лазерному спеканию изделия из порошкообразных материалов. Устройство содержит рабочий стол для формирования изделия, связанный с системой управления лазерный излучатель, выполненный с возможностью фокусировки лазерного луча в заданной зоне формирования изделия. При этом устройство снабжено связанным с системой управления и лазерным излучателем лазерным триангуляционным сканером с камерой, установленной над рабочим столом с возможностью полного его обзора. Рабочий стол выполнен с приводом горизонтального позиционирования, связанным с системой управления с возможностью коррекции пространственного положения рабочего стола по данным лазерного триангуляционного сканера, а лазерный излучатель оснащен фильтром с приводом, связанным с системой управления и выполненным с возможностью перекрытия лучевого тракта для позиционирования рабочего стола. Исключена необходимость использования накладных измерительных систем. Повышена производительность. 1 ил.

 

Устройство для лазерного спекания изделия из порошкообразных материалов

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению объемных изделий путем лазерного селективного спекания из различных мелкодисперсных порошковых материалов путем синхронного сканирования поверхности порошкового слоя лазерным источником с малым пятном фокусировки, и может быть использовано для производства деталей сложной формы в различных отраслях машиностроения.

Известны различные устройства с применением лазерной технологии, спекающие (сплавляющие) детали из порошков и состоящие, в основном, из лазерно-оптической системы, рабочей камеры с вертикально подвижным столом, механизмов вертикальной подачи порошка из бункера-питателя и горизонтальной подачи порошка в рабочую камеру с последующим выравниванием ножами или валиками и спеканием каждого его слоя с системами вакуумирования, очистки и защиты газовой среды, системой управления и т.д. (установки моделей «Phenix 250» (Франция), EOSINT S750 (Германия), Concept М2 (Германия), патент US 6215093 B1, B22F 3/105, опубл. 10.04.2001).

Наиболее близким к заявленному - прототипом - является устройство для лазерного спекания изделий из порошкообразных материалов, содержащее функционально связанные систему управления и исполнительные механизмы, включающие рабочий стол, предназначенный для послойного формирования изделия, и лазерный излучатель, выполненный с возможностью обеспечения фокусировки лазерного луча в технологически заданную зону формирования изделия (Патент RU 2487779 C1, B22F 3/105, опубл. 20.07.2013 г.). Согласно патенту устройство для лазерного спекания изделий из порошкообразных материалов состоит из следующих частей:

- станочная часть с входящими в нее механизмами и устройствами;

- лазер с системой сканирования;

- система управления.

Станочная часть устройства выполнена в виде коробчатой конструкции, обладающей высокой жесткостью для базирования всех остальных узлов. В станочную часть устройства входят следующие основные узлы и оборудование:

- каркас;

- рабочий стол;

- устройство для выравнивания слоев порошков;

- стол для спекания или сплавления;

- механизм подачи порошка на рабочий стол;

- устройство для сбора избыточного порошка;

- камера рабочая;

- пневмогазовое оборудование и охлаждение;

- электрооборудование.

Электрооборудование с открытой системой управления на базе операционной системы Windows ХР обеспечивает работу устройства в автоматическом режиме по программе. Система управления устройства имеет сенсорный экран, который является интерфейсом между установкой и оператором. Сенсорный экран встроен в одну из панелей камеры ограждения. Входные данные файла в формате *STL, *STEP. Точность изготовления до 0,05 мм.

Система управления устройства получает значения входных данных от интегрированной в нее информационно-измерительной системы, связанной с приводными механизмами устройства, после чего система управления передает управляющую информацию. При этом контроль положения рабочего стола производится независимо от последующего процесса обработки устройства. Все движения подвижных органов устройства предполагают, что рабочий стол, на котором производится послойный синтез детали, расположен перпендикулярно оси перемещения рабочего стола и параллельно траектории перемещения разравнивающего ножа. Регулировка должна быть выполнена перед началом обработки для того, чтобы убедиться, что отклонение положения стола от номинального является допустимым, при этом в настоящее время, для определения указанного отклонения, используют накладные измерительные системы, обладающие невысокой точностью и/или требующие значительных временных затрат на монтаж и подготовительные операции для процесса измерений, следствием чего является значительное снижение производительности при заданных точностных параметрах. Это является значительным недостатком существующих систем, включая прототип.

Технический результат изобретения - исключение использования накладных измерительных систем.

Заявленный технический результат достигается тем, что устройство для лазерного спекания изделия из порошкообразных материалов, содержащее рабочий стол для формирования изделия и связанный с системой управления лазерный излучатель, выполненный с возможностью фокусировки лазерного луча в заданной зоне формирования изделия, снабжено связанным с системой управления и лазерным излучателем лазерным триангуляционным сканером с камерой, установленной над рабочим столом с возможностью полного его обзора, при этом рабочий стол выполнен с приводом горизонтального позиционирования, связанным с системой управления с возможностью коррекции пространственного положения рабочего стола по данным лазерного триангуляционного сканера, а лазерный излучатель оснащен фильтром с приводом, связанным с системой управления и выполненным с возможностью перекрытия лучевого тракта для позиционирования рабочего стола, причем используется фильтр с коэффициентом пропускания kпроп.ф., обеспечивающим соблюдение условия:

Рл.мин.кам.пред./(kотр.с.×kпроп.ф.), где Рл.мин. - минимальная мощность лазерного излучателя, мВт; Ркам.пред. - предельно допустимая мощность излучения, воспринимаемая камерой, мВт; kотр.с. - коэффициент отражения излучения поверхностью рабочего стола.

Заявленное устройство для лазерного спекания изделия из порошкообразных материалов поясняется чертежом, где элементы устройства представлены следующими позициями:

1 - система управления устройства;

2 - исполнительные механизмы устройства;

3 - рабочий стол;

4 - лазерный излучатель;

5 - лазерный триангуляционный сканер;

6 - камера лазерного триангуляционного сканера;

7 - привод горизонтального позиционирования рабочего стола;

8 - фильтр;

9 - привод фильтра.

Сущность заявленного технического решения заключается в следующем.

Для осуществления контроля пространственных координат поверхности рабочего стола необходимо измерение пространственных координат не менее трех точек, расположенных на этой поверхности. Пространственные координаты точек определяются на основе принципа оптической (лазерной) триангуляции (см., например, http://www.laser-portal.ru/content_536), при этом управляющий сигнал системы управления, направляющий лазерное излучение, используется для вычисления измеренных пространственных координат точки на поверхности рабочего стола.

Принцип оптической (лазерной) триангуляции позволяет определять пространственные координаты проекции луча (лазерного), в случае если она попадает в поле зрения камеры измерительной системы и направление следования луча известно априори. Камера, имеющая прямоугольную область изображения, обладает областью зрения (пространство) в форме усеченной пирамиды. Таким образом, камера устанавливается над рабочим столом с учетом того, что рабочая зона устройства должна помещаться в рабочую зону триангуляционной измерительной системы. Можно использовать и периодически калибровать один или несколько дополнительных маломощных лазерных излучателей, но это сделает устройство излишне дорогим и громоздким. Для исключения подобной ситуации предлагается использовать уже встроенный в устройство «рабочий» лазерный излучатель и встроенную систему направления лазерного излучения,как часть измерительной лазерной триангуляционной системы.

Однако, учитывая, что регулировочные настройки мощности лазерного излучателя реализуются, как правило, в специфическом диапазоне, воздействие лазерным лучом в процессе измерений на рабочий стол может вызвать утрату последним таких эксплуатационных характеристик, как целостность, плоскостность, шероховатость и т.п. Это обстоятельство явилось причиной оснащения лазерного излучателя фильтром с коэффициентом пропускания kпроп.ф. так, что Рл.мин.кам.пред./(kотр.с.×kпроп.ф.), что, с учетом кратковременности измерительных импульсов излучения, практически исключает вредное воздействие на материал рабочего стола и обеспечивает работоспособность камеры триангуляционного сканера, которая «слепнет» при превышении предельно допустимой мощности излучения, воспринимаемой камерой. Выполнение указанного условия позволяет предотвратить повреждение камеры триангуляционного сканера при использовании в качестве базового источника излучения весьма мощного «рабочего» лазерного излучателя.

Добавим, что в целях реализации вычислительных процессов необходимо использование программного аппарата аффинной геометрии, для определения пространственных координат точек необходимо, в частности, произвести решение системы уравнений:

где xR, yR - координаты центра проекции лазерного излучателя в системе координат камеры;

XLS, YLS, ZLS, XRS, YRS, ZRS - координаты центра излучения лазера и центра проекции камеры соответственно;

aR1, aR2, aR3, bR1, bR2, bR3, cR1, cR2, cR3 - направляющие косинусы главной оптической оси камеры;

aL1, aL2, aL3, bL1, bL2, bL3, cL1, cL2, cL3, cR3 - направляющие косинусы лазерного луча;

X, Y, Z - искомые координаты центра измерительного маркера в трехмерной системе координат.

Необходимым минимальным количеством точек для контроля является три, так как три точки однозначно определяют плоскость в пространстве. Учитывая наличие погрешностей распознавания центров проекции лазерного луча, увеличение количества точек позволяет, используя статистические методы повышения точности, снизить степень влияния погрешности измерения каждой отдельной точки на процесс контроля пространственного расположения рабочего стола производственной системы. Например, при определении положения подвижного органа по результатам измерения координат трех точек с известными погрешностями (0,3 мм; 0,04 мм; 0,035 мм, где координаты первой точки являются грубым выбросом), итоговое среднеквадратическое значение погрешности определения положения рабочего стола составит 0,031 мм. Если для определения положения рабочего стола использовать четыре точки, погрешность определения координат каждой из точек составляет (0,3 мм; 0,04 мм; 0,035 мм; 0,037 мм, где координаты первой точки являются грубым выбросом), итоговое среднеквадратическое значение погрешности определения положения рабочего стола составит 0,024 мм, что на 22,6% ниже случая с тремя измерительными маркерами.

При этом мощность лазерного излучателя 4 (например, для используемого в подобных системах импульсного волоконного лазера YRL-150/1500-QCW-AC) находится в диапазоне от 15 мВт до 150 Вт, т.е. Рл. мин.=15 мВт.

Диапазон мощности излучения, воспринимаемый камерой 6, например «Видеоскан-2-Р640», находится в пределах от 10 мкВт до 5 мВт, т.е. Ркам.пред.=5 мВт.

Для шлифованной стали, из которой изготавливают рабочий стол 3, kотрс.с. составляет величину порядка 0,55.

Расчет показывает, что, используя просто поверхность рабочего стола 3 (без фильтра) при заданных параметрах, получаем Рл.мин.кам.пред./kотр.с., т.е. камера «ослепнет» и требуемый результат получен не будет.

Для получения корректного измерения, как было показано выше, необходимо, чтобы заявленное условие Рл.мин.кам.пред./(kотр.с.×kпроп.ф.) соблюдалось. При использовании вышеуказанных рабочего стола, лазерного излучателя и камеры это условие будет соблюдаться при использовании фильтра с kпроп.ф.<0,6.

Устройство для лазерного спекания изделий из порошкообразных материалов работает следующим образом.

По команде от системы управления 1 фильтр 8 посредством привода 9 перемещается в положение, перекрывающее луч 10, лазерный излучатель 4 подсвечивает заданные точки на рабочем столе 3 ослабленным фильтром 8 лучом 10. Отраженный луч 11 (совместно с лучом 10 образующий лучевой тракт) через камеру 6 фиксируется лазерным триангуляционным сканером 5. При этом камера 6 лазерного триангуляционного сканера 5 размещается над рабочим столом 3 так, что главная оптическая ось камеры образует с нормалью к поверхности рабочего стола 3 угол 25°±15° (параметр триангуляционного измерения). Двусторонняя связь между лазерным излучателем 4 и лазерным триангуляционным сканером 5 осуществляется через систему управления 1 для реализации возможности проведения многократных измерений координат точек исследуемой поверхности рабочего стола и обработки полученных данных. По результатам такой обработки данных система управления 1 оценивает пространственное положение рабочего стола 3 и, при необходимости коррекции, дает соответствующую команду на привод 7 горизонтального позиционирования рабочего стола. По завершении процесса позиционирования рабочего стола 3 по команде от системы управления 1 фильтр 8 посредством привода 9 перемещается в исходное положение, полностью открывая пространство для беспрепятственного прохождения луча 10 к зоне спекания. Проведенный при компьютерном моделировании работы заявленного устройства хронометраж показал, что позиционирование стола занимает от долей секунды до нескольких секунд.

Из сказанного следует вывод о том, что заявленный технический результат - исключение использования накладных измерительных систем - достигнут.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического технического результата.

Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области порошковой металлургии, в частности к получению объемных изделий путем лазерного селективного спекания или плавления по компьютерной модели из различных мелкодисперсных порошковых материалов путем синхронного сканирования поверхности порошкового слоя лазерным источником с малым пятном фокусировки, и может быть использован для производства деталей сложной формы в различных отраслях машиностроения;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки и/или известных из уровня техники средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованиям условий патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Устройство для лазерного спекания изделия из порошкообразных материалов, содержащее рабочий стол для формирования изделия и связанный с системой управления лазерный излучатель, выполненный с возможностью фокусировки лазерного луча в заданной зоне формирования изделия, отличающееся тем, что оно снабжено связанным с системой управления и лазерным излучателем лазерным триангуляционным сканером с камерой, установленной над рабочим столом с возможностью полного его обзора, при этом рабочий стол выполнен с приводом горизонтального позиционирования, связанным с системой управления с возможностью коррекции пространственного положения рабочего стола по данным лазерного триангуляционного сканера, а лазерный излучатель оснащен фильтром с приводом, связанным с системой управления и выполненным с возможностью перекрытия лучевого тракта для позиционирования рабочего стола, причем используется фильтр с коэффициентом пропускания kпроп.ф., обеспечивающим соблюдение условия:

Рл.мин.кам.пред./(kотр.с.×kпроп.ф.),

где Рл.мин. - минимальная мощность лазерного излучателя, мВт;

Ркам.пред. - предельно допустимая мощность излучения, воспринимаемая камерой, мВт;

kотр.с. - коэффициент отражения излучения поверхностью рабочего стола.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии керамических материалов и может быть использовано для получения трёхмерных объектов из керамических порошков. Изобретение направлено на сокращение времени, затрачиваемого на послойное электронно-лучевое спекание изделий из керамического порошка при обеспечении однородности нагрева каждого слоя керамического порошка.

Группа изобретений относится к аддитивному изготовления деталей. Способ включает прямое осаждение потока гранул порошка металла или неметалла из накопительной емкости в ванну расплава на опорном столе для формирования детали, наплавляемой посредством тепловой энергии лазерного или электронного источника нагрева, и кристаллизацию расплава с обеспечением формирования детали.

Изобретение относится к способу изготовлению детали из хромосодержащего жаропрочного сплава на основе никеля и может найти применение при изготовлении деталей газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к импульсному электронно-пучковому полированию поверхности металлических изделий, полученных селективным спеканием порошка. На поверхность изделия с исходной шероховатостью воздействуют импульсным пучком в вакууме при давлении (2-5)⋅10-2 Па, энергии электронов 15-25 кэВ, длительности импульсов 150-200 мкс и плотности энергии в импульсе 40-60 Дж/см2.

Изобретение относится к изготовлению детали путем селективной плавки порошка. Устройство содержит емкость с дном в виде подвижной плиты, средства подачи порошка в емкость и средства генерирования и перемещения лазерного пучка или пучка электронов, выполненные с возможностью селективного плавления порошка в емкости.

Группа изобретений относится к изготовлению объемных изделий из порошка в виде заполненной оболочки с донной частью. Формируют на опоре донную часть, затем формируют внешнюю оболочку по высоте из групп слоев, причем каждую из групп слоев формируют путем послойной насыпки порошка, его планаризации и послойного лазерного спекания заданной области в плоскости каждого слоя с получением оболочки заданной высоты, после формирования каждой группы слоев внутреннюю полость полученной внешней оболочки заполняют порошком на высоту этой группы слоев и проводят лазерное спекание порошка внутренней полости упомянутой оболочки на всю его глубину.

Изобретение относится к способу наплавки металлических деталей (301) для турбореактивного двигателя летательного аппарата и оснастке для его осуществления. Металлическую деталь устанавливают в положение для наплавки (301) в камере (201), имеющей верхнюю часть (202) с отверстием (208).
Изобретение относится к порошковому сплаву, который может быть использован для нанесения износостойкого и коррозионно-стойкого покрытия наплавкой или напылением.

Изобретение относится к изготовлению объемных изделий. Устройство включает стойку, платформу построения, размещенную на стойке герметичную камеру построения, устройства поддержания в камере рабочей среды, подачи порошка и планаризации слоя порошка на платформе построения, послойного лазерного спекания и удаления излишнего материала, а также контейнеры соответственно для размещения платформы построения с вертикальным приводом и сбора излишнего порошка.

Изобретение относится к трехмерной печати и может быть использовано для создания объемных изделий. Способ трехмерной печати объемного изделия из металлического порошкообразного материала, включающий прессование порошкообразного металлического материала рабочей поверхностью электрода с последующей подачей тока, разогревающего порошкообразный материал и приваривающего его к формируемому объемному изделию.

Группа изобретений относится к формированию трехмерной детали из сплавленных частей порошковых слоев. Способ включает обеспечение модели детали, нанесение первого порошкового слоя на рабочий стол, направление первого энергетического пучка от первого источника энергетического пучка на рабочий стол с обеспечением сплавления первого порошкового слоя в первых выбранных местоположениях в соответствии с моделью для формирования первой части первого поперечного сечения указанной детали, направление второго энергетического пучка от второго источника энергетического пучка на рабочий стол с обеспечением сплавления первого порошкового слоя во вторых выбранных местоположениях в соответствии с моделью для формирования второй части первого поперечного сечения указанной трехмерной детали. Сплавление первых и вторых местоположений первого порошкового слоя проводят одновременно с помощью первого и второго энергетических пучков от первого и второго источников энергетического пучка соответственно. Пятно первого энергетического пучка по меньшей мере частично перекрывает пятно второго энергетического пучка. Поддерживают заданное значение суммы мощностей первого и второго пучков в первой перекрывающейся зоне. Обеспечивается формирование больших по объему трехмерных деталей. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к изготовлению импеллера турбомашины, включающего ступицу и лопатки, путем послойного аддитивного наращивания слоев из порошкового материала. Способ включает последовательное добавление одного слоя порошкового материала за другим, селективное приложение энергии к порошковому материалу в слое в виде облучения высокоэнергетическим источником и отверждение участков слоя порошкового материала. Послойное аддитивное наращивание слоев из порошкового материала в по меньшей мере одной массивной части ступицы ведут с обеспечением затвердевания порошкового материала с образованием решеточной полой структуры с внешней монолитной структурой оболочки, охватывающей решеточную полую структуру. Предложен также импеллер турбомашины, в котором по меньшей мере одна массивная часть ступицы имеет решеточную полую структуру с внешней монолитной структурой оболочки, охватывающей решеточную полую структуру. Обеспечивается снижение массы импеллера при одновременном сохранении требуемой механической прочности и химико-физической стойкости. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к лазерному спеканию изделия из порошкообразных материалов. Устройство содержит рабочий стол для формирования изделия и связанный с системой управления лазерный излучатель, выполненный с возможностью фокусировки лазерного луча в заданной зоне формирования изделия. При этом устройство снабжено связанным с системой управления и лазерным излучателем лазерным триангуляционным сканером с камерой, установленной над рабочим столом с возможностью полного его обзора. Рабочий стол выполнен с приводом горизонтального позиционирования, связанным с системой управления с возможностью коррекции пространственного положения рабочего стола по данным лазерного триангуляционного сканера, и имеет периферийный участок для формирования лучевого тракта от лазерного излучателя к камере, выполненный из материала с заданным коэффициентом отражения. Исключена необходимость использования накладных измерительных систем. Повышена производительность. 1 ил.

Изобретение относится к многолучевому источнику лазерного излучения и устройству для лазерной обработки материалов. Многолучевой источник состоит из задающего генератора и многоканального усилителя. Излучение задающего генератора поступает на вход усилителя через расширитель, с последующим усилением отдельных фрагментов широкого пучка активным элементом, состоящим из лазерных пластин, расположенных последовательно в несколько параллельных рядов. Каждая пластина содержит вытянутую вдоль продольной оси пластины сердцевину из активного материала и окружающую ее с боковых сторон неактивную оболочку. Пространство между всеми пластинами заполнено теплоотводящими элементами. Излучение накачки подводится через свободные узкие грани пластин. Обрабатываемый материал размещается на базовой поверхности, условно разделенной на сектора по числу лазерных лучей. Сканирующие головки установлены над одной из вершин каждого сектора на высоте, определяемой по формуле h=d/tgα, где d - длина диагонали сектора, α - максимальный угол сканирования. Для компенсации ошибок юстировки лазерных головок используется жесткая координатная рама с датчиками координатной сетки. Изобретение позволяет одновременно использовать большое число мощных лазерных пучков для повышения скорости обработки изделий большого объема. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к способу изготовления металлической детали (200) для турбореактивного двигателя летательного аппарата. Упомянутая деталь (200) содержит, в частности, первую совокупность элементов (203), имеющих малую толщину, и вторую совокупность элементов (201; 202), имеющих большую толщину. Способ включает образование периферийной части (301) элементов (201; 202) второй совокупности элементов путем селективного плавления порошка посредством сканирования поверхности порошкового слоя лазерным пучком или электронным пучком. Используют периферийную часть (301) элементов (201; 202) второй совокупности элементов в качестве литейной формы и осуществляют операцию по заполнению жидким металлом внутренней зоны (302), ограниченной упомянутой периферийной частью (301). Охлаждают металлическую деталь (200) для придания твердости внутренней зоны (302), ограниченной периферийной частью (301), заполненной металлом. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к получению интерметаллидного ортосплава на основе титана. Способ включает перемешивание порошков титана и ниобия с обеспечением механического легирования порошка титана порошком ниобия в течение 8-24 ч, затем проводят механическое перемешивание легированного ниобием порошка титана с порошком алюминия. Полученную порошковую смесь компонентов сплава наносят на металлическую платформу слоями толщиной 35-150 мкм с лазерным плавлением слоев постоянным непрерывным лазером мощностью 400-1000 Вт со скоростью сканирования 300-1000 мм/с. Обеспечивается высокая химическая однородность интерметаллидного ортосплава на основе титана. 2 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 табл.

Изобретение относится к способу изготовления углеграфитовых изделий. Осуществляют приготовление смеси на основе углеродосодержащего наполнителя, размещение смеси в виде слоя в области формования изделия и проведение ее облучения лазерным излучением в атмосфере инертного газа. Приготовление смеси осуществляют путем введения в углеродосодержащий наполнитель связующего и размещают полученную смесь в области формования изделия в виде последовательно накладываемых слоев толщиной 0,15-0,5 мм, каждый из которых облучают лазерным излучением с нагревом до температуры от 1000°C до 1800°C с постоянным обдувом инертным газом. Перед накладкой очередного слоя предыдущий слой охлаждают до 90-100°C, а в качестве связующего используют или высокомолекулярное органическое связующее, или ароматические смолы. В частных случаях осуществления изобретения в качестве углеродосодержащего наполнителя используют порошок кокса или графита фракцией от 20 до 150 мкм. В качестве связующего используют высокомолекулярное органическое связующее, или ароматические смолы С8-С10, или комбинированные смолы С7-С11. Слои смеси облучают лазерным излучением с длиной волны 1070 нм, мощностью излучения 340 Вт, со скоростью перемещения пучка 4-5 мм/с и диаметре пучка излучения 6-7 мм. В качестве источника лазерного излучения используют твердотельный лазер, или Ti:Sa лазер, или Yb:YAG лазер, или Nd:YVO лазер, или Nd:YLF лазер, или Nd:YAG лазер с длиной волны 0,5-3 мкм, мощностью 50-500 Вт с однородной плотностью излучения в пучке. Обеспечивается повышение качества изделий из графитов, углерод-углеродных и карбидокремниевых композитов и получение изделия с высокой плотностью, однородностью и повышенной трещиностойкостью, а также сокращается время изготовления изделий и обеспечивается вариативность изготовления изделий с различными характеристиками. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.
Изобретение относится к получению композиционного материала на основе карбидов кремния и титана, включающий приготовление порошковой смеси, состоящей из титана, карбида кремния и графита, и механоактивацию порошковой смеси. Порошковая смесь содержит 66 мас. % Ti, 17 мас. % SiC и 17 мас. % С. Механоактивацию порошковой смеси ведут в планетарной мельнице при частоте вращения барабана 240-320 об/мин в прерывистом режиме в течение 180 мин, а затем проводят плазменно-искровое спекание механоактивированной порошковой смеси в вакууме при 1350-1450°С, давлении 15-30 МПа, выдержке 5-8 мин с последующим постепенным охлаждением в течение 1 ч. Обеспечивается регулирование содержания фаз в композиционном материале. 1 пр.

Изобретение относится к системе печати для формирования трехмерного объекта (варианты) и способу формирования трехмерного объекта. Лазерный источник света генерирует когерентный пучок видимого света посредством стимулированного рамановского рассеяния. Подложка находится в оптической связи с упомянутым лазерным источником света. Сканирующий модуль размещен после лазерного источника света и выполнен с возможностью сканирования когерентного пучка видимого света по подложке в соответствии с заданной формой трехмерного объекта. Компьютерная система управления функционально соединена с лазерным источником света и сканирующим модулем и выполнена с возможностью управления сканирующим модулем и модуляцией мощности упомянутого лазерного источника света для формирования упомянутого объекта в упомянутой подложке. Технический результат состоит в создании высокомощного лазерного источника видимого диапазона высокой яркости для получения улучшенного разрешения и скорости печати. 3 н. и 45 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Изобретение относится к получению электроконтактного композитного материала на основе меди, содержащего кластеры на основе частиц тугоплавкого металла. Способ включает механическую обработку смеси порошков меди и тугоплавного металла в атмосфере аргона при соотношении масс шаров и смеси порошков 20:1-40:1, скорости вращения планетарного диска планетарной мельницы 694-900 об/мин и продолжительности обработки 5-90 минут с получением нанокомпозиционных частиц с размером кристаллитов тугоплавкого металла от 5 нм до 100 мкм, и последующее искровое плазменнное спекание активированной смеси порошков в камере в вакууме или в атмосфере инертного газа с пропусканием через спекаемую смесь порошков импульсного электрического тока 500-5000 А под нагрузкой до 50 МПа, при температуре 700-1000°C и продолжительности спекания 5-15 минут. Обеспечивается регулирование структуры материала. 5 ил., 3 пр.

Изобретение относится к лазерному спеканию изделия из порошкообразных материалов. Устройство содержит рабочий стол для формирования изделия, связанный с системой управления лазерный излучатель, выполненный с возможностью фокусировки лазерного луча в заданной зоне формирования изделия. При этом устройство снабжено связанным с системой управления и лазерным излучателем лазерным триангуляционным сканером с камерой, установленной над рабочим столом с возможностью полного его обзора. Рабочий стол выполнен с приводом горизонтального позиционирования, связанным с системой управления с возможностью коррекции пространственного положения рабочего стола по данным лазерного триангуляционного сканера, а лазерный излучатель оснащен фильтром с приводом, связанным с системой управления и выполненным с возможностью перекрытия лучевого тракта для позиционирования рабочего стола. Исключена необходимость использования накладных измерительных систем. Повышена производительность. 1 ил.

Наверх