光斑可變的光固化快速成型裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光固化快速成型裝置，特別是涉及一種光斑可變的光固化快速成型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]快速成型技術(shù)是一種離散/堆積成型，將三維數(shù)據(jù)模型進(jìn)行切層，得到每一層的輪廓，根據(jù)輪廓信息設(shè)計(jì)加工路徑，成型頭在控制系統(tǒng)的控制下，得到每一層的實(shí)體，并逐層堆疊，得到最終實(shí)體。光固化快速成型，即通常所說(shuō)的SLA技術(shù)，是采用液態(tài)光敏樹(shù)脂為材料，利用特定波長(zhǎng)的光，對(duì)液態(tài)光敏樹(shù)脂進(jìn)行選擇性固化，實(shí)現(xiàn)打印。
[0003]目前，由于光學(xué)上的限制，基于某一套光學(xué)系統(tǒng)的光固化快速成型設(shè)備，在工作平面上的光斑直徑有最小值，而有時(shí)候，這個(gè)最小值仍然過(guò)大。用于掃描的激光光斑直徑在工作平面上的直徑為0.1-0.2mm，且一般都是采用固定光斑直徑完成整個(gè)零件的打印過(guò)程。這樣，就會(huì)引起兩個(gè)問(wèn)題:1.光斑直徑過(guò)大，會(huì)使得一些過(guò)于精細(xì)的細(xì)節(jié)無(wú)法打印出來(lái)；2.如果為了得到細(xì)節(jié)而一直采用細(xì)光斑，那么打印效率會(huì)過(guò)低。
[0004]因此，需要一種變光斑技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)掃描光斑直徑的變化，對(duì)于一些精細(xì)細(xì)節(jié)和輪廓采用細(xì)光斑掃描，對(duì)于大面積填充區(qū)域采用較粗光斑掃描。
[0005]中國(guó)專(zhuān)利201110107639《一種使用變光斑工藝的光固化快速成型方法》中，提到了變光斑技術(shù)；該系統(tǒng)對(duì)擴(kuò)束聚焦鏡進(jìn)行軟件離焦，從而實(shí)現(xiàn)光斑在工作平面上的直徑變化；但是采用軟件離焦方法使得軟件設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，且光斑直徑不能精確控制，所以比較粗糙。
[0006]中國(guó)專(zhuān)利201320225797《一種用于立體直接成型的激光設(shè)備》也提到了變光斑技術(shù)，其利用可變倍擴(kuò)束鏡實(shí)現(xiàn)了變光斑技術(shù)。本專(zhuān)利利用光學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)了變光斑，其設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，且僅僅是針對(duì)于使用平場(chǎng)鏡的光學(xué)系統(tǒng)中，有一定局限。
[0007]因此，需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制的光斑可變的光固化快速成型裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種光斑可變的光固化快速成型裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中變光斑結(jié)構(gòu)和控制較為復(fù)雜，且無(wú)法精確控制光斑直徑的問(wèn)題。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種光斑可變的光固化快速成型裝置，光斑可變的光固化快速成型裝置，包括三維打印平臺(tái)、與三維打印平臺(tái)相連的Z軸升降機(jī)構(gòu)，以及盛放液態(tài)樹(shù)脂的樹(shù)脂槽和沿樹(shù)脂槽前后運(yùn)動(dòng)的涂覆機(jī)構(gòu)，其還包括置于所述三維打印平臺(tái)上方的光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)包括激光器、擴(kuò)束聚焦鏡、可變光闌以及掃描頭，所述可變光闌上設(shè)有至少兩個(gè)不同孔徑的光闌孔，所述可變光闌受驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)使所有光闌孔的其中一個(gè)與所述擴(kuò)束聚焦鏡的出光孔、掃描頭的入光孔同心。
[0010]優(yōu)選的，所有光闌孔中最大孔的直徑大于或等于所述擴(kuò)束聚焦鏡射出的光斑直徑。
[0011]優(yōu)選的，所有光闌孔成一條直線(xiàn)排列，且所述可變光闌設(shè)置在滑動(dòng)組件上，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)組件帶動(dòng)所述可變光闌直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
[0012]優(yōu)選的，所有光闌孔分布在同一圓周上，所述可變光闌旋轉(zhuǎn)設(shè)置，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述可變光闌旋轉(zhuǎn)。
[0013]優(yōu)選的，還包括用于設(shè)置掃描參數(shù)的控制系統(tǒng)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與控制系統(tǒng)相連，在控制系統(tǒng)的控制下驅(qū)動(dòng)所述可變光闌運(yùn)動(dòng)來(lái)改變所使用光闌孔的大小。
[0014]如上所述，本實(shí)用新型的光斑可變的光固化快速成型裝置，具有以下有益效果:采用帶有多個(gè)不同孔徑的可變光闌，通過(guò)調(diào)節(jié)使不同孔徑的光闌孔位于擴(kuò)束聚焦鏡射入掃描頭的光路上，可實(shí)現(xiàn)不同光斑的掃描，針對(duì)精細(xì)細(xì)節(jié)采用細(xì)光斑，大面積填充采用粗光斑，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1顯示為本實(shí)用新型的光斑可變的光固化快速成型裝置示意圖。
[0016]圖2顯示為本實(shí)用新型的所述光學(xué)系統(tǒng)的第一實(shí)施例示意圖。
[0017]圖3顯示為圖2中的可變光闌的具體結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖4顯示為本實(shí)用新型的所述光學(xué)系統(tǒng)的第二實(shí)施例示意圖。
[0019]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0020]I 樹(shù)脂槽
[0021]2 三維打印平臺(tái)
[0022]3 Z軸升降機(jī)構(gòu)
[0023]4 掃描頭
[0024]5 可變光闌
[0025]51 旋轉(zhuǎn)式光闌
[0026]52 直線(xiàn)式光闌
[0027]501 光闌孔
[0028]502 滑動(dòng)組件
[0029]6 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0030]7 激光器
[0031]8 擴(kuò)束聚焦鏡
[0032]9 涂覆機(jī)構(gòu)
[0033]10 反射鏡
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0035]請(qǐng)參閱圖1至圖4。須知，本說(shuō)明書(shū)所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書(shū)中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語(yǔ)，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。
[0036]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種光斑可變的光固化快速成型裝置，光斑可變的光固化快速成型裝置，包括三維打印平臺(tái)2、與三維打印平臺(tái)2相連的Z軸升降機(jī)構(gòu)3，以及盛放液態(tài)樹(shù)脂的樹(shù)脂槽I和沿樹(shù)脂槽前后運(yùn)動(dòng)的涂覆機(jī)構(gòu)9，其還包括置于三維打印平臺(tái)2上方的光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)包括激光器7、反射鏡10、擴(kuò)束聚焦鏡8、可變光闌5以及掃描頭4，見(jiàn)圖2、圖4所示，可變光闌5上設(shè)有至少兩個(gè)不同孔徑的光闌孔501，可變光闌5受驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6驅(qū)動(dòng)使所有光闌孔501的其中一個(gè)與擴(kuò)束聚焦鏡8的出光孔、掃描頭4的入光孔同心。本實(shí)用新型采用帶有多個(gè)不同孔徑的可變光闌，通過(guò)調(diào)節(jié)使不同孔徑的光闌孔位于擴(kuò)束聚焦鏡射入掃描頭的光路上，可實(shí)現(xiàn)不同光斑的掃描，針對(duì)精細(xì)細(xì)節(jié)采用細(xì)光斑，大面積填充采用粗光斑，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度。