一种用于打印机的激光光斑大小自动调节装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于打印机的激光光斑大小自动调节装置，其包括：凹透镜(1)、弧形透镜(2)，平凸透镜(3)，振镜(4)和打印机的液面(5)；凹透镜(1)、弧形透镜(2)和平凸透镜(3)依次安装，且其中心线位于同一直线上；所述凹透镜(1)和弧形透镜(2)的位置固定，所述平凸透镜(3)的位置可平移；激光振镜(4)设置在平凸透镜(3)的下游，经平凸透镜(3)后的光束投射到该激光振镜(4)上；激光振镜(4)输出的激光光束投射到打印机的液面(5)。本实用新型不仅能提高打印机的打印成型速度，而且不影响成型产品的表面光滑度，彻底解决了打印产品的底面起皮问题。
【专利说明】
一种用于打印机的激光光斑大小自动调节装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及打印设备，尤其涉及一种用于打印机的激光光斑大小自动调节装置。
【背景技术】
[0002]光敏树脂3D打印机的打印质量取决于激光在打印机液面上的扫描速度和扫描范围内光斑的覆盖程度，如图1所示为打印时激光扫描到打印机液面上的扫描示意图。
[0003]现有的光敏树脂3D打印机打印过程中激光光斑不可变，填充扫描6与轮廓扫描7都是使用小光斑8。图2为使用小光斑时图1中C处的放大图，小光斑的直径均为0.08MM左右，填充扫描的间距为0.08MM左右。因为小光斑的覆盖范围比较小，所以填充扫描时的激光照射点比较密集，在打印实体上全部扫描一遍所耗费的时间长。而且，由于小光斑相互之间存在一些间隙不能被覆盖，所以容易出现打印产品的底面起皮和零件变形的情况。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于打印机的激光光斑大小自动调节装置，其解决了打印成型速度慢且打印产品底面起皮和零件变形等技术问题。
[0005]本实用新型的目的通过如下技术方案实现:
[0006]本实用新型提供一种用于打印机的激光光斑大小自动调节装置，其包括:
[0007]凹透镜、弧形透镜，平凸透镜，振镜和打印机的液面；
[0008]凹透镜、弧形透镜和平凸透镜依次安装，且其中心线位于同一直线上;所述凹透镜和弧形透镜的位置固定，所述平凸透镜的位置可平移；
[0009]激光振镜设置在平凸透镜的下游，经平凸透镜后的光束投射到该激光振镜上；
[0010]激光振镜输出的激光光束投射到打印机的液面。
[0011 ]更进一步地，所述平凸透镜固定在水平位置调节部件上，该水平位置调节部件包括丝杆和螺母，螺母随丝杆的旋转运动做水平移动;所述平凸透镜随螺母的水平运动而移动。
[0012]更进一步地，所述平凸透镜固定在螺母上。
[0013]更进一步地，所述平凸透镜固定在基座上且该基座随螺母水平运动而移动。
[0014]更进一步地，所述螺母和基座之间设置弹性部件。
[0015]更进一步地，所述丝杆的旋转通过电机动力驱动;或者，所述丝杆上设置手轮。
[0016]更进一步地，所述平凸透镜固定在水平位置调节部件上，该水平位置调节部件包括气缸、伸缩杆以及活动基座;所述伸缩杆一端在气缸内，另一端连接活动基座;所述平凸透镜固定在活动基座上。
[0017]更进一步地，所述平凸透镜固定在水平位置调节部件上，该水平位置调节部件包括油缸、伸缩杆以及活动基座;所述伸缩杆一端在油缸内，另一端连接活动基座;所述平凸透镜固定在活动基座上。
[0018]由上述本实用新型的技术方案可以看出，本实用新型具有如下技术效果:
[0019]本实用新型利用可以移动的平凸透镜来改变光路边沿与水平光路中心线的激光发射角，进而改变经激光振镜扫描到打印机的液面上的光斑大小，因此本实用新型不仅能够提高打印机的打印成型速度，而且在打印成型速度提高的情况下不影响成型产品的表面光滑度，彻底解决了打印产品的底面起皮问题。
【附图说明】
[0020]图1为打印时激光扫描到打印机液面上的扫描示意图；
[0021 ]图2为使用小光斑时图1中C处的放大图；
[0022]图3为本实用新型的结构不意图；
[0023]图4为图3中A处的局部放大图；
[0024]图5为图3的B处的局部放大图；
[0025]图6为本实用新型使用大光斑时图1中C处的放大图。
[0026]附图中:
[0027]凹透镜I，弧形透镜2，平凸透镜3，激光振镜4，液面5，填充扫描6，轮廓扫描7，小光斑8，大光斑9。
【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型的技术方案更为清晰，下面结合附图对本实用新型做详细地说明。
[0029]实施例一:
[0030]本实用新型提供一种用于打印机的激光光斑大小自动调节装置，其利用平凸透镜改变光路的发散角，基于改变光路发散角的原理实现了改变液面上光斑的大小。本实用新型尤其适用于光敏树脂3D打印机，其结构如图3所示，包括:
[0031]凹透镜I，弧形透镜2，平凸透镜3，振镜4和打印机的液面5。
[0032]凹透镜1、弧形透镜2和平凸透镜3依次安装，且其中心线位于同一直线上；其中凹透镜I和弧形透镜2的位置固定，平凸透镜3的位置可左右平移。
[0033]该平凸透镜3固定在水平位置调节部件上，该水平位置调节部件包括丝杆和螺母，丝杆的旋转可以通过电机动力驱动，也可以在其上设置手轮，通过人力摇动手轮来控制。所述平凸透镜3随螺母的水平运动而移动。该平凸透镜3可以固定在螺母上，也可以固定在其它基座上且该基座随螺母水平运动而移动，为了使平凸透镜3移动更为平稳，该螺母和基座之间还可以设置弹性部件，如弹簧等。
[0034]激光振镜4设置在平凸透镜3的下游，经平凸透镜3后的光束投射到该激光振镜4上。
[0035]激光振镜4输出的激光光束投射到打印机的液面5，形成如图1所不的填充扫描6和轮廓扫描7。
[0036]本实用新型的工作原理如下:
[0037]激光束从凹透镜I输进去，经弧形透镜2输出将光束放大，光束通过平凸透镜3后，光路边沿与水平光路中心线会形成夹角，称为激光发散角，记为H如图3和图4所示)。向左或者向右移动平凸透镜3改变弧形透镜2与平凸透镜3之间的距离，从而改变激光发散角r的大小，进而改变激光照射到光敏树脂3D打印机的液面上的光斑直径的大小。
[0038]当平凸透镜3靠近弧形透镜2时，图4所示的激光发散角r变小，此时光路经激光振镜4后，光斑最小点靠近打印机的液面5，在打印机的液面5上的激光光斑变成小光斑8(如图4所示的实线部分投射到液面上的部分)；当平凸透镜3远离弧形透镜时，图2所示的激光发散角r变大，此时光路经激光振镜4后，激光光斑最小点远离打印机的液面5，可见打印机的液面5上的光斑变成大光斑9(如图5所示的虚线部分投射到液面上的部分)。
[0039]由上面分析可以看出，通过本实用新型能够改变激光光斑在液面上的大小。
[0040]本实用新型通过将激光光束放大十倍后改变光路的发散角大小来控制光敏树脂3D打印机液面上的光斑大小，可控制的光斑直径在0.08MM与0.6MM之间来回切换，也能够大大提高打印机的打印速度。下面通过图1和图6来说明:
[0041]如图6所示，在光敏树脂3D打印机打印过程中，填充扫描使用大光斑扫描，轮廓扫描自动切换成小光斑扫描，大光斑直径为0.6MM，填充间距为0.3MM，小光斑为0.08MM。填充扫描使用大光斑扫描较使用小光斑扫描，其填充间距增大3倍以上，在同等面积上激光照射点比使用小光斑扫描的点数更少、所耗费时间更短，填充速度提高3倍以上;使用大光斑填充扫描方式可提高光敏树脂3D打印机50%-200%倍的打印速度。并且使用大光斑扫描时，扫描间距为0.3MM，比光斑直径0.6MM小，使得光斑之间有重叠现象同一地方多次照射，可彻底解决打印产品的底面起皮问题。
[0042]实施例二:
[0043]上述平凸透镜3通过固定在如下水平位置调节部件上实现位置的左右平移:
[0044]该水平位置调节部件包括气缸、伸缩杆以及活动基座;所述伸缩杆一端在气缸内，另一端连接活动基座;所述平凸透镜3固定在活动基座上。
[0045]实施例三:
[0046]上述平凸透镜3通过固定在如下水平位置调节部件上实现位置的左右平移:
[0047]该水平位置调节部件包括油缸、伸缩杆以及活动基座;所述伸缩杆一端在油缸内，另一端连接活动基座;所述平凸透镜3固定在活动基座上。
[0048]上述实施例二和实施例三的气缸或油缸通过连接在气缸或油缸控制端的电磁阀实现其启动和停止工作状态的控制。
[0049]虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
【主权项】
1.一种用于打印机的激光光斑大小自动调节装置，其特征在于，所述用于打印机的激光光斑大小自动调节装置包括: 凹透镜(I)、弧形透镜(2)，平凸透镜(3)，振镜(4)和打印机的液面(5); 凹透镜(I)、弧形透镜(2)和平凸透镜(3)依次安装，且其中心线位于同一直线上;所述凹透镜(I)和弧形透镜(2)的位置固定，所述平凸透镜(3)的位置可平移； 激光振镜(4)设置在平凸透镜(3)的下游，经平凸透镜(3)后的光束投射到该激光振镜⑷上； 激光振镜(4)输出的激光光束投射到打印机的液面(5)。2.根据权利要求1所述的用于打印机的激光光斑大小自动调节装置，其特征在于，所述平凸透镜(3)固定在水平位置调节部件上，该水平位置调节部件包括丝杆和螺母，螺母随丝杆的旋转运动做水平移动;所述平凸透镜(3)随螺母的水平运动而移动。3.根据权利要求2所述的用于打印机的激光光斑大小自动调节装置，其特征在于，所述平凸透镜(3)固定在螺母上。4.根据权利要求2所述的用于打印机的激光光斑大小自动调节装置，其特征在于，所述平凸透镜(3)固定在基座上且该基座随螺母水平运动而移动。5.根据权利要求4所述的用于打印机的激光光斑大小自动调节装置，其特征在于，所述螺母和基座之间设置弹性部件。6.根据权利要求1所述的用于打印机的激光光斑大小自动调节装置，其特征在于，所述平凸透镜(3)固定在水平位置调节部件上，该水平位置调节部件包括气缸、伸缩杆以及活动基座;所述伸缩杆一端在气缸内，另一端连接活动基座;所述平凸透镜(3)固定在活动基座上。7.根据权利要求1所述的用于打印机的激光光斑大小自动调节装置，其特征在于，所述平凸透镜(3)固定在水平位置调节部件上，该水平位置调节部件包括油缸、伸缩杆以及活动基座;所述伸缩杆一端在油缸内，另一端连接活动基座;所述平凸透镜(3)固定在活动基座上。
【文档编号】G02B27/09GK205539735SQ201620078131
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月25日
【发明人】武小刚
【申请人】东莞市鸿泰自动化设备有限公司