高精度一体化激光增减材设备的研发及产业化

智能制造与机器人

创新点1:基于双高能激光束的增材减材一体化系统

该系统为国内首次将双高能激光束(增材激光与减材激光)应用于一体化设备，填补相关国内空白。

增材路径:采用纳秒激光器，结合轮廓偏置扫描算法，加工效率较原有算法提升20%。减材路径:应用超快激光，加入遗传和模拟退火改进算法(基于随机搜索)，提升金属零件切削精度,减少激光空驶时间20%以上。

双路径结合实现增减材同步处理，可对构件内表面逐层扫描、调控表面形貌，表面粗糙度≤5μm，突破传统设备仅能加工外表面的局限。同时实现复杂精密结构件一体化制造，缩短制造周期50%以上，降低成本，减少50%金属材料浪费，且两路径互不干扰。

创新点2:自研双束激光复合共路振镜

针对传统单光束振镜精度与稳定性不足的问题，自研该振镜以提升设备兼容性与扩展性。其基于干涉原理与自研光路设计，将增材、减材激光束分束后在振镜处合并，通过自研透射反射透镜(技术领先，填补国内空白)确保光束相位一致，实现复合共路。

性能提升:扫描速度从 2000mm/s 提升至3000mm/s，光束质量从 1.5 提升至1.2;可独立规划扫描路径，提高零件精度与质量，解决传统技术无法复合共路的问题。

创新点3:基于红外及可见光的纳秒级超高速原位观察与测量系统

通过图像处理与机器学习识别金属制造缺陷及多余材料，判断是否需激光减材;结合有限元算法补偿模型变形，调控系统误差与应力变形，提升尺寸精度。该系统可观察激光束/粉体/熔池交互行为，快速测量构件表面几何、微观特征及缺陷，为工艺优化提供依据。在线测量精度误差仅 ±0.1um，确保金属零件致密度超 99%，满足航空航天微米级精度要求。

航天航空 医疗 电子 汽车 机械

美国专利:US11565349B2

澳大利亚专利:2021102055201910169120.7

中国发明专利:CN109967739BCN109926584BCN113814416B

技术转移中心 刘老师：021-33553844