单激光双光斑三维打印固化系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及三维增材制造技术领域，特别是涉及一种光固化快速成型系统。
【背景技术】
[0002]快速成形技术(Rapidprototyping，简称RP)又称快速原型制造技术，是近年来发展起来的一种先进制造技术。快速成形技术20世纪80年代起源于美国，很快发展到日本和欧洲，是近年来制造技术领域的一次重大突破。快速成形是一种基于离散堆积成形思想的数字化成形技术，自动、快速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零部件，从而可对产品设计进行快速评价、修改，提高企业的竞争能力。
[0003]RP将CAD、CAM、CNC、精密伺服驱动、光电子和新材料等先进技术集于一体，依据由CAD构造的产品三维模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓。按照这些轮廓，激光束选择性地喷射，固化一层层液态树脂(或切割一层层的纸，或烧结一层层的粉末材料)，或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等，形成各层截面，逐步叠加成三维产品，从而将一个复杂的三维加工简化成一系列二维加工的组合。
[0004]但现有技术中激光固化系统仍有不少缺陷:1、单激光光束，导致扫描速度低;2、对于多个相同零件制作，单激光光束扫描生产效率低;3、多激光器多光束成本高。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种单激光双光斑三维打印固化系统，以解决现有单激光光束扫描生产效率低、大幅面扫描加工困难的问题。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0007]该三维打印固化系统包括激光器以及依次设置于激光器的输出光路上的动态聚焦镜和分光镜，分光镜的两路输出光路上分别设置有振镜。
[0008]所述三维打印固化系统还包括用于分别控制所述分光镜的两路输出光路开闭的光电开关。
[0009]所述三维打印固化系统还包括用于改变激光器的输出光路方向的反射镜。
[0010]所述三维打印固化系统还包括基板以及设置于基板上的光学架，所述激光器、反射镜、动态聚焦镜、分光镜、光电开关以及振镜均通过所述光学架设置在基板上。
[0011 ]所述激光器采用紫外激光器。
[0012]所述振镜采用Scanlab振镜扫描器。
[0013]所述三维打印固化系统还包括用于显示各个激光光斑可加工区域的显示设备。
[0014]本实用新型的有益效果体现在:
[0015]本实用新型通过由激光器、动态聚焦镜以及分光镜等组成的光学系统，将激光器输出的激光束分为两束，可以实现双光束扫描固化，扩大了扫描加工幅面，可以同时进行至少两个相同零件的扫描加工，提高了生产效率，由于双光束来自同一个激光器，因此，使系统具有比较大的成本优化空间，性价比高。
[0016]进一步的，本实用新型通过设置光电开关，对经过分光镜的两路激光输出进行控制，既可以同时使用两路激光进行固化加工，也可以单独使用其中一路激光进行固化加工，满足不同的使用要求。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型所述单激光双光斑三维打印固化系统的结构示意图；
[0018]图中:I为激光器，2为反射镜，3为动态聚焦镜，4为分光镜，5为振镜，6为光电开关，7为液态树脂，8为激光束。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型做详细说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。
[0020]如图1所示，本实用新型所述单激光双光斑三维打印固化系统包括激光器1(例如，可以米用紫外激光器)、反射镜2、动态聚焦镜3、分光镜4、振镜5 (例如，可米用Scanlab振镜扫描器)、光电开关6以及固定上述部件的基板和光学架。激光器I的输出光路上设置反射镜2(由于激光器体积较大，通过设置反射镜使激光器与其他部件的空间位置关系设计更为合理)，反射镜2的输出光路上依次设置有动态聚焦镜3和分光镜4，分光镜4的两路输出光路上分别设置光电开关6，光电开关6的输出光路上分别设置有振镜5。
[0021]激光的开关逻辑如下:当刮板在对液态树脂7液面进行刮平动作时候，激光器I关断，后续外置光电开关6也关断；当需要进行激光加工(指扫描固化)时，两路外置光电开关6同时打开，激光器I同步出光;在激光扫描过程中，激光器I始终出光，外置光电开关6根据需要对由分光镜4 一分为二的两路激光进行独立的打开或者关闭控制;使两路激光可以同时继续激光加工，也可以仅一路进行激光加工(如图1所示)，从而可以实现双光束(即双光斑)扫描以及双光束与单光束的灵活选择，设备生产效率更高，可以轻松进行多个相同零件同时扫描加工，相同扫描幅面前提和硬件保证前提条件下，可以获得更大的经济效益，客户可以事先自由选择单光斑加工或者双光斑加工。
[0022]所述单激光双光斑三维打印固化系统基于振镜扫描控制光束运动，具备以下特征:
[0023]1、采用一台激光器输出，由分光镜一分为二的两路激光单独由外部光电开关进行激光束的打开或者关断。
[0024]2、控制电脑显示屏显示统一区域，零件布局在哪个区域，将由所在区域对应的激光束进行扫描。
[0025]3、所有工件扫描一层后，激光器将锁光，零件下降一层，树脂刮板动作，动作完毕后，激光器出光，激光束开始进行加工工作。
[0026]所述单激光双光斑三维打印固化系统相对于单激光器单光斑三维打印固化系统而言，具备如下优势:
[0027]1、双光束扫描，设备生产效率更高；
[0028]2、后续有比较大的成本优化空间，性价比更高；
[0029]3、可以轻松进行大幅面扫描加工；
[0030]4、一次可以加工两个相同零件。
[0031]5、客户可以事先自由选择单光斑或者双光斑加工。
[0032]所述单激光双光斑三维打印固化系统可选参数:
[0033]最大激光扫描速度:10m/s
[0034]激光光斑直径:0.08mm<D<0.15mm
[0035]成型空间:600mmX 600mm X 450mm
[0036]加工精度:±0.09mm(L < 100mm)或 ±0.09% (L> 100mm)
[0037]加工层厚:0.06mm?0.2mm
[0038]最大成型速度:60?100g/h(双光斑总和，光斑调整后获得)
[0039]数据接口:STL。
【主权项】
1.一种单激光双光斑三维打印固化系统，其特征在于:该三维打印固化系统包括激光器(I)以及依次设置于激光器(I)的输出光路上的动态聚焦镜(3)和分光镜(4)，分光镜(4)的两路输出光路上分别设置有振镜(5)。2.根据权利要求1所述一种单激光双光斑三维打印固化系统，其特征在于:所述三维打印固化系统还包括用于分别控制所述分光镜(4)的两路输出光路开闭的光电开关(6)。3.根据权利要求2所述一种单激光双光斑三维打印固化系统，其特征在于:所述三维打印固化系统还包括用于改变激光器(I)的输出光路方向的反射镜(2)。4.根据权利要求3所述一种单激光双光斑三维打印固化系统，其特征在于:所述三维打印固化系统还包括基板以及设置于基板上的光学架，所述激光器(I)、反射镜(2)、动态聚焦镜(3)、分光镜(4)、光电开关(6)以及振镜(5)均通过所述光学架设置在基板上。5.根据权利要求1所述一种单激光双光斑三维打印固化系统，其特征在于:所述激光器(I)采用紫外激光器。6.根据权利要求1所述一种单激光双光斑三维打印固化系统，其特征在于:所述振镜(5)米用Scanlab振镜扫描器。7.根据权利要求1所述一种单激光双光斑三维打印固化系统，其特征在于:所述三维打印固化系统还包括用于显示各个激光光斑可加工区域的显示设备。
【专利摘要】本实用新型提供一种单激光双光斑三维打印固化系统：包括激光器以及依次设置于激光器的输出光路上的动态聚焦镜和分光镜，分光镜的两路输出光路上分别设置有振镜。本实用新型通过由激光器、动态聚焦镜以及分光镜等组成的光学系统，将激光器输出的激光束分为两束，可以实现双光束扫描固化，扩大了扫描加工幅面，可以同时进行至少两个相同零件的扫描加工，提高了生产效率，由于双光束来自同一个激光器，因此，使系统具有比较大的成本优化空间，性价比更高。
【IPC分类】B29C67/00, B33Y30/00
【公开号】CN205167584
【申请号】CN201520954235
【发明人】程永丽, 王永信, 牛磊磊
【申请人】陕西恒通智能机器有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月25日