光斑可变的光固化快速成型装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光固化快速成型装置，特别是涉及一种光斑可变的光固化快速成型装置。
【背景技术】
[0002]快速成型技术是一种离散/堆积成型，将三维数据模型进行切层，得到每一层的轮廓，根据轮廓信息设计加工路径，成型头在控制系统的控制下，得到每一层的实体，并逐层堆叠，得到最终实体。光固化快速成型，即通常所说的SLA技术，是采用液态光敏树脂为材料，利用特定波长的光，对液态光敏树脂进行选择性固化，实现打印。
[0003]目前，由于光学上的限制，基于某一套光学系统的光固化快速成型设备，在工作平面上的光斑直径有最小值，而有时候，这个最小值仍然过大。用于扫描的激光光斑直径在工作平面上的直径为0.1-0.2mm，且一般都是采用固定光斑直径完成整个零件的打印过程。这样，就会引起两个问题:1.光斑直径过大，会使得一些过于精细的细节无法打印出来；2.如果为了得到细节而一直采用细光斑，那么打印效率会过低。
[0004]因此，需要一种变光斑技术，能够实现扫描光斑直径的变化，对于一些精细细节和轮廓采用细光斑扫描，对于大面积填充区域采用较粗光斑扫描。
[0005]中国专利201110107639《一种使用变光斑工艺的光固化快速成型方法》中，提到了变光斑技术；该系统对扩束聚焦镜进行软件离焦，从而实现光斑在工作平面上的直径变化；但是采用软件离焦方法使得软件设计较为复杂，且光斑直径不能精确控制，所以比较粗糙。
[0006]中国专利201320225797《一种用于立体直接成型的激光设备》也提到了变光斑技术，其利用可变倍扩束镜实现了变光斑技术。本专利利用光学的方法实现了变光斑，其设计较为复杂，且仅仅是针对于使用平场镜的光学系统中，有一定局限。
[0007]因此，需要一种结构简单，易于控制的光斑可变的光固化快速成型装置。
【实用新型内容】
[0008]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种光斑可变的光固化快速成型装置，用于解决现有技术中变光斑结构和控制较为复杂，且无法精确控制光斑直径的问题。
[0009]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种光斑可变的光固化快速成型装置，光斑可变的光固化快速成型装置，包括三维打印平台、与三维打印平台相连的Z轴升降机构，以及盛放液态树脂的树脂槽和沿树脂槽前后运动的涂覆机构，其还包括置于所述三维打印平台上方的光学系统，所述光学系统包括激光器、扩束聚焦镜、可变光阑以及扫描头，所述可变光阑上设有至少两个不同孔径的光阑孔，所述可变光阑受驱动机构驱动使所有光阑孔的其中一个与所述扩束聚焦镜的出光孔、扫描头的入光孔同心。
[0010]优选的，所有光阑孔中最大孔的直径大于或等于所述扩束聚焦镜射出的光斑直径。
[0011]优选的，所有光阑孔成一条直线排列，且所述可变光阑设置在滑动组件上，所述驱动机构驱动滑动组件带动所述可变光阑直线运动。
[0012]优选的，所有光阑孔分布在同一圆周上，所述可变光阑旋转设置，所述驱动机构驱动所述可变光阑旋转。
[0013]优选的，还包括用于设置扫描参数的控制系统，所述驱动机构与控制系统相连，在控制系统的控制下驱动所述可变光阑运动来改变所使用光阑孔的大小。
[0014]如上所述，本实用新型的光斑可变的光固化快速成型装置，具有以下有益效果:采用带有多个不同孔径的可变光阑，通过调节使不同孔径的光阑孔位于扩束聚焦镜射入扫描头的光路上，可实现不同光斑的扫描，针对精细细节采用细光斑，大面积填充采用粗光斑，提高生产效率和生产精度。
【附图说明】
[0015]图1显示为本实用新型的光斑可变的光固化快速成型装置示意图。
[0016]图2显示为本实用新型的所述光学系统的第一实施例示意图。
[0017]图3显示为图2中的可变光阑的具体结构图。
[0018]图4显示为本实用新型的所述光学系统的第二实施例示意图。
[0019]元件标号说明
[0020]I 树脂槽
[0021]2 三维打印平台
[0022]3 Z轴升降机构
[0023]4 扫描头
[0024]5 可变光阑
[0025]51 旋转式光阑
[0026]52 直线式光阑
[0027]501 光阑孔
[0028]502 滑动组件
[0029]6 驱动机构
[0030]7 激光器
[0031]8 扩束聚焦镜
[0032]9 涂覆机构
[0033]10 反射镜
【具体实施方式】
[0034]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0035]请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0036]如图1所示，本实用新型提供一种光斑可变的光固化快速成型装置，光斑可变的光固化快速成型装置，包括三维打印平台2、与三维打印平台2相连的Z轴升降机构3，以及盛放液态树脂的树脂槽I和沿树脂槽前后运动的涂覆机构9，其还包括置于三维打印平台2上方的光学系统，光学系统包括激光器7、反射镜10、扩束聚焦镜8、可变光阑5以及扫描头4，见图2、图4所示，可变光阑5上设有至少两个不同孔径的光阑孔501，可变光阑5受驱动机构6驱动使所有光阑孔501的其中一个与扩束聚焦镜8的出光孔、扫描头4的入光孔同心。本实用新型采用带有多个不同孔径的可变光阑，通过调节使不同孔径的光阑孔位于扩束聚焦镜射入扫描头的光路上，可实现不同光斑的扫描，针对精细细节采用细光斑，大面积填充采用粗光斑，提高生产效率和生产精度。