單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及三維增材制造技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種光固化快速成型系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]快速成形技術(shù)(Rapidprototyping,簡稱RP)又稱快速原型制造技術(shù),是近年來發(fā)展起來的一種先進(jìn)制造技術(shù)??焖俪尚渭夹g(shù)20世紀(jì)80年代起源于美國,很快發(fā)展到日本和歐洲,是近年來制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破??焖俪尚问且环N基于離散堆積成形思想的數(shù)字化成形技術(shù),自動、快速地將設(shè)計思想物化為具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型或直接制造零部件,從而可對產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行快速評價、修改,提高企業(yè)的競爭能力。
[0003]RP將CAD、CAM、CNC、精密伺服驅(qū)動、光電子和新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體,依據(jù)由CAD構(gòu)造的產(chǎn)品三維模型,對其進(jìn)行分層切片,得到各層截面的輪廓。按照這些輪廓,激光束選擇性地噴射,固化一層層液態(tài)樹脂(或切割一層層的紙,或燒結(jié)一層層的粉末材料),或噴射源選擇性地噴射一層層的粘結(jié)劑或熱熔材料等,形成各層截面,逐步疊加成三維產(chǎn)品,從而將一個復(fù)雜的三維加工簡化成一系列二維加工的組合。
[0004]但現(xiàn)有技術(shù)中激光固化系統(tǒng)仍有不少缺陷:1、單激光光束,導(dǎo)致掃描速度低;2、對于多個相同零件制作,單激光光束掃描生產(chǎn)效率低;3、多激光器多光束成本高。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng),以解決現(xiàn)有單激光光束掃描生產(chǎn)效率低、大幅面掃描加工困難的問題。
[0006]為達(dá)到上述目的,本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0007]該三維打印固化系統(tǒng)包括激光器以及依次設(shè)置于激光器的輸出光路上的動態(tài)聚焦鏡和分光鏡,分光鏡的兩路輸出光路上分別設(shè)置有振鏡。
[0008]所述三維打印固化系統(tǒng)還包括用于分別控制所述分光鏡的兩路輸出光路開閉的光電開關(guān)。
[0009]所述三維打印固化系統(tǒng)還包括用于改變激光器的輸出光路方向的反射鏡。
[0010]所述三維打印固化系統(tǒng)還包括基板以及設(shè)置于基板上的光學(xué)架,所述激光器、反射鏡、動態(tài)聚焦鏡、分光鏡、光電開關(guān)以及振鏡均通過所述光學(xué)架設(shè)置在基板上。
[0011 ]所述激光器采用紫外激光器。
[0012]所述振鏡采用Scanlab振鏡掃描器。
[0013]所述三維打印固化系統(tǒng)還包括用于顯示各個激光光斑可加工區(qū)域的顯示設(shè)備。
[0014]本實用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0015]本實用新型通過由激光器、動態(tài)聚焦鏡以及分光鏡等組成的光學(xué)系統(tǒng),將激光器輸出的激光束分為兩束,可以實現(xiàn)雙光束掃描固化,擴大了掃描加工幅面,可以同時進(jìn)行至少兩個相同零件的掃描加工,提高了生產(chǎn)效率,由于雙光束來自同一個激光器,因此,使系統(tǒng)具有比較大的成本優(yōu)化空間,性價比高。
[0016]進(jìn)一步的,本實用新型通過設(shè)置光電開關(guān),對經(jīng)過分光鏡的兩路激光輸出進(jìn)行控制,既可以同時使用兩路激光進(jìn)行固化加工,也可以單獨使用其中一路激光進(jìn)行固化加工,滿足不同的使用要求。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型所述單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018]圖中:I為激光器,2為反射鏡,3為動態(tài)聚焦鏡,4為分光鏡,5為振鏡,6為光電開關(guān),7為液態(tài)樹脂,8為激光束。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做詳細(xì)說明。應(yīng)理解,這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的保護(hù)范圍。
[0020]如圖1所示,本實用新型所述單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng)包括激光器1(例如,可以米用紫外激光器)、反射鏡2、動態(tài)聚焦鏡3、分光鏡4、振鏡5 (例如,可米用Scanlab振鏡掃描器)、光電開關(guān)6以及固定上述部件的基板和光學(xué)架。激光器I的輸出光路上設(shè)置反射鏡2(由于激光器體積較大,通過設(shè)置反射鏡使激光器與其他部件的空間位置關(guān)系設(shè)計更為合理),反射鏡2的輸出光路上依次設(shè)置有動態(tài)聚焦鏡3和分光鏡4,分光鏡4的兩路輸出光路上分別設(shè)置光電開關(guān)6,光電開關(guān)6的輸出光路上分別設(shè)置有振鏡5。
[0021]激光的開關(guān)邏輯如下:當(dāng)刮板在對液態(tài)樹脂7液面進(jìn)行刮平動作時候,激光器I關(guān)斷,后續(xù)外置光電開關(guān)6也關(guān)斷;當(dāng)需要進(jìn)行激光加工(指掃描固化)時,兩路外置光電開關(guān)6同時打開,激光器I同步出光;在激光掃描過程中,激光器I始終出光,外置光電開關(guān)6根據(jù)需要對由分光鏡4 一分為二的兩路激光進(jìn)行獨立的打開或者關(guān)閉控制;使兩路激光可以同時繼續(xù)激光加工,也可以僅一路進(jìn)行激光加工(如圖1所示),從而可以實現(xiàn)雙光束(即雙光斑)掃描以及雙光束與單光束的靈活選擇,設(shè)備生產(chǎn)效率更高,可以輕松進(jìn)行多個相同零件同時掃描加工,相同掃描幅面前提和硬件保證前提條件下,可以獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益,客戶可以事先自由選擇單光斑加工或者雙光斑加工。
[0022]所述單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng)基于振鏡掃描控制光束運動,具備以下特征:
[0023]1、采用一臺激光器輸出,由分光鏡一分為二的兩路激光單獨由外部光電開關(guān)進(jìn)行激光束的打開或者關(guān)斷。
[0024]2、控制電腦顯示屏顯示統(tǒng)一區(qū)域,零件布局在哪個區(qū)域,將由所在區(qū)域?qū)?yīng)的激光束進(jìn)行掃描。
[0025]3、所有工件掃描一層后,激光器將鎖光,零件下降一層,樹脂刮板動作,動作完畢后,激光器出光,激光束開始進(jìn)行加工工作。
[0026]所述單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng)相對于單激光器單光斑三維打印固化系統(tǒng)而言,具備如下優(yōu)勢:
[0027]1、雙光束掃描,設(shè)備生產(chǎn)效率更高;
[0028]2、后續(xù)有比較大的成本優(yōu)化空間,性價比更高;
[0029]3、可以輕松進(jìn)行大幅面掃描加工;
[0030]4、一次可以加工兩個相同零件。
[0031]5、客戶可以事先自由選擇單光斑或者雙光斑加工。
[0032]所述單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng)可選參數(shù):
[0033]最大激光掃描速度:10m/s
[0034]激光光斑直徑:0.08mm<D<0.15mm
[0035]成型空間:600mmX 600mm X 450mm
[0036]加工精度:±0.09mm(L < 100mm)或 ±0.09% (L> 100mm)
[0037]加工層厚:0.06mm?0.2mm
[0038]最大成型速度:60?100g/h(雙光斑總和,光斑調(diào)整后獲得)
[0039]數(shù)據(jù)接口:STL。
【主權(quán)項】
1.一種單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng),其特征在于:該三維打印固化系統(tǒng)包括激光器(I)以及依次設(shè)置于激光器(I)的輸出光路上的動態(tài)聚焦鏡(3)和分光鏡(4),分光鏡(4)的兩路輸出光路上分別設(shè)置有振鏡(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng),其特征在于:所述三維打印固化系統(tǒng)還包括用于分別控制所述分光鏡(4)的兩路輸出光路開閉的光電開關(guān)(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng),其特征在于:所述三維打印固化系統(tǒng)還包括用于改變激光器(I)的輸出光路方向的反射鏡(2)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng),其特征在于:所述三維打印固化系統(tǒng)還包括基板以及設(shè)置于基板上的光學(xué)架,所述激光器(I)、反射鏡(2)、動態(tài)聚焦鏡(3)、分光鏡(4)、光電開關(guān)(6)以及振鏡(5)均通過所述光學(xué)架設(shè)置在基板上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng),其特征在于:所述激光器(I)采用紫外激光器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng),其特征在于:所述振鏡(5)米用Scanlab振鏡掃描器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng),其特征在于:所述三維打印固化系統(tǒng)還包括用于顯示各個激光光斑可加工區(qū)域的顯示設(shè)備。
【專利摘要】本實用新型提供一種單激光雙光斑三維打印固化系統(tǒng):包括激光器以及依次設(shè)置于激光器的輸出光路上的動態(tài)聚焦鏡和分光鏡,分光鏡的兩路輸出光路上分別設(shè)置有振鏡。本實用新型通過由激光器、動態(tài)聚焦鏡以及分光鏡等組成的光學(xué)系統(tǒng),將激光器輸出的激光束分為兩束,可以實現(xiàn)雙光束掃描固化,擴大了掃描加工幅面,可以同時進(jìn)行至少兩個相同零件的掃描加工,提高了生產(chǎn)效率,由于雙光束來自同一個激光器,因此,使系統(tǒng)具有比較大的成本優(yōu)化空間,性價比更高。
【IPC分類】B29C67/00, B33Y30/00
【公開號】CN205167584
【申請?zhí)枴緾N201520954235
【發(fā)明人】程永麗, 王永信, 牛磊磊
【申請人】陜西恒通智能機器有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月25日