一种选区激光熔化成型设备扩束镜倍率可调装置的制作方法

本实用新型涉及选区激光熔化技术领域，具体为一种选区激光熔化成型设备扩束镜倍率可调装置。

背景技术：

选区激光熔化（Selective Laser Melting）是一种以原型制造技术为基础发展而来的先进激光增材制造技术。随着制造业对零件的性能、复杂度和精密度等方面的要求越来越高，SLM技术的应用范围越来越广。其基本思想是：通过对零件的CAD三维图形进行切片并生成STL文件，规划扫描路径，计算机控制光学系统实现高能量密度的激光光斑进行选择性金属粉末熔化，逐层成型出所需零件。

选区激光熔化技术可实现精密零件及个性化、定制化和小批量的器件的制造。与传统制造方法相比，该技术不需要模具设计和制造时间，可以大幅降低产品的开发周期，减少开发成本。此外，其具有可制作复杂零件、制件的相对密度高、节省材料等优点，该技术应用范围非常广泛，例如航空航天关键零部件、汽车零件、个性化生物医疗器械和植入件、精密模具等。

尺寸不可调的激光光斑在扫描选区金属粉末时，由于扫描线在开始和结束时间段中有加速和减速的过程，这一过程造成成型面扫描的开始和结束位置能量过大，这些位置粉末在熔化过程中熔池会吸收周围粉末，导致成型位置高度增加，这严重影响了成型零件的精度、表面平整度以及力学性能；固定光斑调节扫描速度的方法提高成型效率的程度有限；当成型金属粉末不同时，成型效果差距很大。而现有可调激光光斑大小的装置存在以下两个缺点：一.装置的结构过于复杂，使选区激光熔化设备的稳定性降低，同时，增加设备的成本；二.通过光学系统整体移动方式，会造成实际成型面比计算机预设成型零件的面变大或变小，导致实际成型零件形状严重偏离输入的零件图形。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种选区激光熔化成型设备扩束镜倍率可调装置，它能有效的解决背景技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种选区激光熔化成型设备扩束镜倍率可调装置，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第一透镜框、第二透镜框、第三透镜框、第一移动滑块、第二移动滑块、第一辅助滑块、第二辅助滑块、第一丝杆导轨、第二丝杆导轨、螺栓、控制器、电机和框架；所述第一透镜固定在第一透镜框内；所述第二透镜固定在第二透镜框内；所述第三透镜固定在第三透镜框内；所述第一移动滑块和第一辅助滑块通过螺栓固定在第一透镜框外侧；所述第二移动滑块和第二辅助滑块通过螺栓固定在第二透镜框外侧；所述第一移动滑块通过齿轮与第一丝杆导轨咬合连接；所述第二移动滑块通过齿轮与第二丝杆导轨咬合连接；所述第一辅助滑块与第二丝杆导轨滑动连接；所述第二辅助滑块与第一丝杆导轨滑动连接；所述电机的数量为两个，且均固定在控制器内部；所述第一丝杆导轨和第二丝杆导轨分别与电机的输出轴固定连接；所述第三透镜框固定在框架的端口处；所述控制器固定在框架上。

进一步，所述的控制器为智能控制器，且设有无线传输模块。

进一步，所述第一丝杆导轨和第二丝杆导轨为平行结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该选区激光熔化成型设备扩束镜倍率可调装置根据零件每层成型面的实际情况控制光斑大小；能够修复由扫描起始位置速率不同，而导致成型高度偏高现象；提高了特别对成型复杂零件的表面光滑度和精度；采用大小光斑配合扫描的方式，提高了成型效率；可针对不同材料，选择不同尺寸光斑进行扫描；设备结构简单，稳定性高，降低了设备成本；采用预设程序智能控制，较单纯机械控制或手动控制既准确又方便；在不改变激光束路径行驶距离的前提下，达到光斑可调的目的，解决了由于实际成型面比计算机预设面变大或变小而导致实际成型零件形状严重偏离理论零件形状的问题。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的工作原理图；

附图标记中：1.第一透镜；2.第二透镜；3.第三透镜；4.第一透镜框；5.第二透镜框；6.第三透镜框；7.第一移动滑块；8.第二移动滑块；9.第一辅助滑块；10.第二辅助滑块；11.第一丝杆导轨；12.第二丝杆导轨；13.螺栓；14.控制器；15.电机；16.框架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种选区激光熔化成型设备扩束镜倍率可调装置，包括第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第一透镜框4、第二透镜框5、第三透镜框6、第一移动滑块7、第二移动滑块8、第一辅助滑块9、第二辅助滑块10、第一丝杆导轨11、第二丝杆导轨12、螺栓13、控制器14、电机15和框架16；所述第一透镜1固定在第一透镜框4内；所述第二透镜2固定在第二透镜框5内；所述第三透镜3固定在第三透镜框6内；所述第一移动滑块7和第一辅助滑块9通过螺栓13固定在第一透镜框4外侧；所述第二移动滑块8和第二辅助滑块10通过螺栓13固定在第二透镜框5外侧；所述第一移动滑块7通过齿轮与第一丝杆导轨11咬合连接；所述第二移动滑块8通过齿轮与第二丝杆导轨12咬合连接；所述第一辅助滑块9与第二丝杆导轨12滑动连接；所述第二辅助滑块10与第一丝杆导轨11滑动连接；所述电机15的数量为两个，且均固定在控制器14内部；所述第一丝杆导轨11和第二丝杆导轨12分别与电机15的输出轴固定连接；所述第三透镜框6固定在框架16的端口处；所述控制器14固定在框架16上。

进一步，所述的控制器14为智能控制器，且设有无线传输模块。

进一步，所述第一丝杆导轨11和第二丝杆导轨12为平行结构。

本实用新型的在设计时：第一移动滑块7通过齿轮与第一丝杆导轨11咬合连接；第二移动滑块8通过齿轮与第二丝杆导轨12咬合连接；第一辅助滑块9与第二丝杆导轨12滑动连接；第二辅助滑块10与第一丝杆导轨11滑动连接；电机15的数量为两个，且均固定在控制器14内部；第一丝杆导轨11和第二丝杆导轨12均与电机15的输出轴固定连接；电机15的转动带动第一移动滑块7和第二移动滑块8的移动，进而带动第一透镜1和第二透镜2的移动；第一移动滑块7和第二移动滑块8的移动限定在一定范围内；第一丝杆导轨11和第二丝杆导轨12为平行结构，具有较高的同轴度；控制器14为智能控制器，通过无线传输模块，计算机将预算好倍率时第一透镜1和第二透镜2相对应的移动路径数据全部设置到控制器14相关模块中；控制器14控制第一透镜1和第二透镜2按预设好的数据移动到对应位置，输出理想大小的激光光斑，可以通过改变激光器的输出功率，达到只改变光斑大小，不改变光斑的能量密度的目的，也可以达到改变光斑大小，降低光斑能量密度的目的。

如图2所示，根据光学系统的物象关系，第一透镜1位置变化时，第二透镜2的位置随之变化，达到第一透镜1的物点与第二透镜2的像点始终保持重合，第一透镜1的像点与第三透镜3的前焦点保持重合状态，透镜的位置改变，其放大倍率随之改变，整个扩束镜系统就是一个无焦光学系统，出射激光束半径的尺寸也会随着透镜的位置变化而变化。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。