一种基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置及方法与流程

本发明涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置及方法。

背景技术：

3d打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3d打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件，该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(aec)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

现有的基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置，在使用时，不便于对聚焦镜进行更换调节，无法满足不同的打印需求，实用性较低。

因此，有必要提供一种基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置及方法解决上述技术问题。

技术实现要素：

本发明提供一种基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置及方法，解决了现有的基于激光3d打印技术的三维聚焦打印装置，在使用时，不便于对聚焦镜进行更换调节，无法满足不同的打印需求，实用性较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置，包括底座，所述底座顶部的两侧均固定连接有支撑板，两个所述支撑板相对一侧的顶部之间固定连接有箱体，所述箱体内壁的右侧固定连接有滑杆，所述滑杆的表面固定连接有滑动块，所述滑动块的顶部固定连接有动态聚焦镜，所述箱体内壁顶部的左侧固定连接有摆动电机，所述摆动电机的输出轴设置有xy扫描振镜，所述箱体的顶部通过支架转动连接有转动盘，所述转动盘的表面设置有聚焦镜，所述聚焦镜的数量为多个，所述箱体顶部的两侧且位于转动盘的两侧均固定连接有直板，两个所述直板相对一侧的顶部均固定连接有限位机构，所述箱体顶部的两侧且位于两个直板相离的一侧均固定连接有固定机构，两个所述固定机构的内部之间设置有防尘罩。

优选的，所述箱体的右侧开设有激光光束进口，所述箱体底部的左侧贯穿有场镜。

优选的，所述滑杆的左端固定连接有限位块，所述滑动块的底部固定连接有连接板，所述连接板的底部与箱体内壁的底部滑动连接。

优选的，所述箱体内壁的底部固定连接有连接块，所述连接块的右侧固定连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的右端与连接板的左侧固定连接。

优选的，所述底座底部的两侧均固定连接有安装块，所述安装块上开设有安装孔。

优选的，所述限位机构包括限位框，所述限位框的一侧与直板一侧的顶部固定连接，所述限位框内壁的顶部与底部之间滑动连接有滑动板，所述滑动板的一侧固定连接有限位杆，所述限位杆的一端依次贯穿限位框的一侧与转动盘且延伸至转动盘的内部。

优选的，所述滑动板的另一侧与限位框内壁的一侧之间固定连接有第一弹簧，所述转动盘上开设有与限位杆配合使用的卡槽。

优选的，所述固定机构包括固定框，所述固定框的底部与箱体顶部的一侧固定连接，所述固定框内壁底部的两侧均滑动连接有夹持板，所述夹持板一侧的顶部和底部均固定连接有第一转动块，所述固定框内壁两侧的顶部和底部均滑动连接有第二转动块。

优选的，所述第一转动块的一侧转动连接有连杆，所述连杆远离第一转动块的一端与第二转动块的一侧转动连接，两个所述第二转动块相对的一侧之间固定连接有第二弹簧。

一种基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置的使用方法，包括以下使用步骤：

第一步：将待打印的物体放置在底座上，且放置于场镜的正下方；

第二步：取下防尘罩，同时移动限位杆，使限位杆的一端远离卡槽，转动转动盘，转动盘带动聚焦镜转动，根据实际使用情况，使用不同扫描面积的聚焦镜，调节后通过第一弹簧的弹力挤压滑动板，滑动板挤压限位杆，使限位杆的一端插入至卡槽内，使转动盘保持稳定；

第三步：将防尘罩插入至固定框内，通过第二弹簧的弹力挤压第二转动块，第二转动块挤压连杆，连杆挤压第一转动块，第一转动块挤压夹持板，通过两个夹持板对防尘罩进行固定；

第四步：激光光束由激光光束进口进入至箱体中，依次经过动态聚焦镜、xy扫描振镜、聚焦镜和场镜，激光光束聚焦在待打标物体的表面，随着扫描位置的不同而改变动态聚焦镜的前后移动位置，通过液压伸缩杆带动连接板移动，连接板带动滑动块移动，滑动块带动动态聚焦镜移动，从而调节动态聚焦镜的前后位置，通过微调动态聚焦镜和聚集镜之间的距离来实现聚焦补偿，使远离原点的激光束的光斑直径再次与原点的光斑达到一样大，确保扫描平面上的聚焦准确性。

与相关技术相比较，本发明提供的基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置及方法具有如下有益效果：

本发明提供一种基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置及方法，通过移动限位杆，使限位杆的一端远离卡槽，转动转动盘，转动盘带动聚焦镜转动，根据实际使用情况，使用不同扫描面积的聚焦镜，可适用于不同的使用环境，能够对不同的物体进行打标处理，调节后通过第一弹簧的弹力挤压滑动板，滑动板挤压限位杆，使限位杆的一端插入至卡槽内，使转动盘保持稳定，从而使聚焦镜保持稳定，提高打标质量，同时通过防尘罩的使用，能够避免聚焦镜上附着灰尘，影响打标质量，且通过第二弹簧的弹力挤压第二转动块，第二转动块挤压连杆，连杆挤压第一转动块，第一转动块挤压夹持板，通过两个夹持板对防尘罩进行固定，使防尘罩保持稳定，不易脱落，且便于取下防尘罩，操作简单实用。

附图说明

图1为本发明提供的基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置及方法的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的限位机构的的结构示意图；

图3为图1所示的固定机构的结构示意图；

图4为图1所示的转动盘的结构示意图。

图中标号：1、底座，2、支撑板，3、箱体，4、滑杆，5、滑动块，6、动态聚焦镜，7、摆动电机，8、xy扫描振镜，9、转动盘，10、聚焦镜，11、直板，12、限位机构，121、限位框，122、滑动板，123、第一弹簧，124、限位杆，13、固定机构，131、固定框，132、夹持板，133、第一转动块，134、第二转动块，135、连杆，136、第二弹簧，14、防尘罩，15、激光光束进口，16、场镜，17、限位块，18、连接板，19、连接块，20、液压伸缩杆，21、安装块，22、安装孔，23、卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3和图4，其中，图1为本发明提供的基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置及方法的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的限位机构的的结构示意图；图3为图1所示的固定机构的结构示意图；图4为图1所示的转动盘的结构示意图。基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置，包括底座1，所述底座1顶部的两侧均固定连接有支撑板2，两个所述支撑板2相对一侧的顶部之间固定连接有箱体3，所述箱体3内壁的右侧固定连接有滑杆4，所述滑杆4的表面固定连接有滑动块5，所述滑动块5的顶部固定连接有动态聚焦镜6，所述箱体3内壁顶部的左侧固定连接有摆动电机7，所述摆动电机7的输出轴设置有xy扫描振镜8，所述箱体3的顶部通过支架转动连接有转动盘9，所述转动盘9的表面设置有聚焦镜10，所述聚焦镜10的数量为多个，且多个聚焦镜10的大小不一致，所述箱体3顶部的两侧且位于转动盘9的两侧均固定连接有直板11，两个所述直板11相对一侧的顶部均固定连接有限位机构12，所述箱体3顶部的两侧且位于两个直板11相离的一侧均固定连接有固定机构13，两个所述固定机构13的内部之间设置有防尘罩14。

所述箱体3的右侧开设有激光光束进口15，所述箱体3底部的左侧贯穿有场镜16。

所述滑杆4的左端固定连接有限位块17，所述滑动块5的底部固定连接有连接板18，所述连接板18的底部与箱体3内壁的底部滑动连接。

所述箱体3内壁的底部固定连接有连接块19，所述连接块19的右侧固定连接有液压伸缩杆20，所述液压伸缩杆20的右端与连接板18的左侧固定连接。

所述底座1底部的两侧均固定连接有安装块21，所述安装块21上开设有安装孔22，通过安装块21和安装孔21可将装置安装在指定位置。

所述限位机构12包括限位框121，所述限位框121的一侧与直板11一侧的顶部固定连接，所述限位框121内壁的顶部与底部之间滑动连接有滑动板122，所述滑动板122的一侧固定连接有限位杆124，所述限位杆124的一端依次贯穿限位框121的一侧与转动盘9且延伸至转动盘9的内部。

所述滑动板122的另一侧与限位框121内壁的一侧之间固定连接有第一弹簧123，所述转动盘9上开设有与限位杆124配合使用的卡槽23，卡槽23的数量与聚焦镜10的数量一致。

所述固定机构13包括固定框131，所述固定框131的底部与箱体3顶部的一侧固定连接，所述固定框131内壁底部的两侧均滑动连接有夹持板132，所述夹持板132一侧的顶部和底部均固定连接有第一转动块133，所述固定框131内壁两侧的顶部和底部均滑动连接有第二转动块134。

所述第一转动块133的一侧转动连接有连杆135，所述连杆135远离第一转动块133的一端与第二转动块134的一侧转动连接，两个所述第二转动块134相对的一侧之间固定连接有第二弹簧136。

一种基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置的使用方法，包括以下使用步骤：

第一步：将待打印的物体放置在底座1上，且位于场镜16的正下方；

第二步：取下防尘罩14，同时移动限位杆124，使限位杆124的一端远离卡槽23，转动转动盘9，转动盘9带动聚焦镜10转动，根据实际使用情况，使用不同扫描面积的聚焦镜10，调节后通过第一弹簧123的弹力挤压滑动板122，滑动板122挤压限位杆124，使限位杆124的一端插入至卡槽23内，使转动盘9保持稳定；

第三步：将防尘罩14插入至固定框131内，通过第二弹簧136的弹力挤压第二转动块134，第二转动块134挤压连杆135，连杆135挤压第一转动块133，第一转动块133挤压夹持板132，通过两个夹持板132对防尘罩14进行固定；

第四步：激光光束由激光光束进口15进入至箱体3中，依次经过动态聚焦镜6、xy扫描振镜8、聚焦镜10和场镜16，激光光束聚焦在待打标物体的表面，随着扫描位置的不同而改变动态聚焦镜6的前后移动位置，通过液压伸缩杆20带动连接板18移动，连接板18带动滑动块5移动，滑动块5带动动态聚焦镜6移动，从而调节动态聚焦镜6的前后位置，通过微调动态聚焦镜6和聚集镜10之间的距离来实现聚焦补偿，使远离原点的激光束的光斑直径再次与原点的光斑达到一样大，确保扫描平面上的聚焦准确性。

本发明提供的基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置及方法的工作原理如下：

将待打印的物体放置在底座1上，且放置于场镜16的正下方，取下防尘罩14，同时移动限位杆124，使限位杆124的一端远离卡槽23，转动转动盘9，转动盘9带动聚焦镜10转动，根据实际使用情况，使用不同扫描面积的聚焦镜10，调节后通过第一弹簧123的弹力挤压滑动板122，滑动板122挤压限位杆124，使限位杆124的一端插入至卡槽23内，使转动盘9保持稳定，将防尘罩14插入至固定框131内，通过第二弹簧136的弹力挤压第二转动块134，第二转动块134挤压连杆135，连杆135挤压第一转动块133，第一转动块133挤压夹持板132，通过两个夹持板132对防尘罩14进行固定，激光光束由激光光束进口15进入至箱体3中，依次经过动态聚焦镜6、xy扫描振镜8、聚焦镜10和场镜16，激光光束聚焦在待打标物体的表面，随着扫描位置的不同而改变动态聚焦镜6的前后移动位置，通过液压伸缩杆20带动连接板18移动，连接板18带动滑动块5移动，滑动块5带动动态聚焦镜6移动，从而调节动态聚焦镜6的前后位置，通过微调动态聚焦镜6和聚集镜10之间的距离来实现聚焦补偿，使远离原点的激光束的光斑直径再次与原点的光斑达到一样大，确保扫描平面上的聚焦准确性。

与相关技术相比较，本发明提供的基于激光3d打印技术的三维动态聚焦打印装置及方法具有如下有益效果：

通过移动限位杆124，使限位杆124的一端远离卡槽23，转动转动盘9，转动盘9带动聚焦镜10转动，根据实际使用情况，使用不同扫描面积的聚焦镜10，可适用于不同的使用环境，能够对不同的物体进行打标处理，调节后通过第一弹簧123的弹力挤压滑动板122，滑动板122挤压限位杆124，使限位杆124的一端插入至卡槽23内，使转动盘9保持稳定，从而使聚焦镜10保持稳定，提高打标质量，同时通过防尘罩14的使用，能够避免聚焦镜10上附着灰尘，影响打标质量，且通过第二弹簧136的弹力挤压第二转动块134，第二转动块134挤压连杆135，连杆135挤压第一转动块133，第一转动块133挤压夹持板132，通过两个夹持板132对防尘罩14进行固定，使防尘罩14保持稳定，不易脱落，且便于取下防尘罩14，操作简单实用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。