一种激光熔融3D打印方法及打印头与流程

文档序号:33474054发布日期:2023-03-15 09:32阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种激光熔融3d打印方法,其特征在于:其包括以下步骤:步骤1.基于熔覆头的圆形激光通孔建立最大内切矩形,最大内切矩形的其中两条相对的边与熔覆头的移动方向垂直,边长为a,另外两条相对的边的边长为b;步骤2.将打印工作幅面分割成若干打印数据块,打印数据块为长度小于等于a、宽度小于等于b/n的矩形块,其中打印数据块的长边与熔覆头的移动方向垂直,n为打印数据块宽度调整系数,n≥2;步骤3.计算熔覆头的水平移动速度,水平移动速度表示为:公式中,v表示熔覆头的水平移动速度,t’表示振镜模块扫描数据块所需的时间;步骤4.以速度v同步水平移动熔覆头和振镜模块,使得振镜模块反射的激光穿过熔覆头的激光通孔并在激光通孔的范围内进行扫描,进而根据打印数据块的数据对熔覆头喷出的材料进行激光烧结打印。2.根据权利要求1所述的激光熔融3d打印方法,其特征在于:所述的步骤2中,除最后一列打印数据块的长度小于等于a外,其余打印数据块的长度均为a;除最后一排打印数据块的宽度小于等于b/n外,其余打印数据块的宽度均为b/n。3.根据权利要求1所述的激光熔融3d打印方法,其特征在于:所述的步骤2中每个打印数据块的打印数据块宽度调整系数n根据打印数据块内的数据量确定,使得每个打印数据块的数据量相等,对于宽度调整系数n小于2的打印数据块,将该打印数据块的打印数据块宽度调整系数n调整为2。4.根据权利要求1所述的激光熔融3d打印方法,其特征在于:所述步骤4中,对于打印数据块中的任意一个点,其打印步骤如下:步骤4.1.以激光垂直射入打印工作面的点为原点,确定打印数据块中该点的坐标;步骤4.2.计算x振镜和y振镜的旋转角度,计算公式为:步骤4.2.计算x振镜和y振镜的旋转角度,计算公式为:公式中,x、y分别表示打印的点的横坐标和纵坐标,v
x
为熔覆头在x轴方向上的移动速度分量,v
y
为熔覆头在y轴方向上的移动速度分量,l为振镜的工作距离,即激光经过y振镜反射后垂直射入打印工作面的距离;步骤4.3.振镜电机按照计算所得的x振镜和y振镜的旋转角度分别调整x振镜和y振镜。5.一种激光熔融3d打印头,其特征在于:其包括振镜模块和设置在振镜模块下方的熔覆头;所述的振镜模块包括按照光路依次设置的激光器、聚焦透镜、x振镜和y振镜;所述的熔覆头包括激光通孔和送粉送气通道,送粉送气通道用于输送保护气体和金属粉末;所述的激光器发射的激光通过聚焦透镜聚焦、x振镜和y振镜的反射后透过激光通孔并在激光通孔的范围内进行扫描,对送粉送气通道输送的金属粉末进行烧结;所述的振镜模块和熔覆头同步水平移动,水平移动速度表示为:
公式中,v表示熔覆头的水平移动速度,t’表示振镜模块扫描数据块所需的时间。6.根据权利要求5所述的激光熔融3d打印头,其特征在于:在打印过程中,所述的聚焦透镜与x振镜的距离始终保持不变。7.根据权利要求5所述的激光熔融3d打印头,其特征在于:所述的x振镜和y轴振镜均由振镜电机控制旋转,控制x振镜和y轴振镜的振镜电机的旋转角速度分别为:振镜电机控制旋转,控制x振镜和y轴振镜的振镜电机的旋转角速度分别为:公式中,ω
x
为控制x振镜的振镜电机的旋转角速度,ω
y
为控制y振镜的振镜电机的旋转角速度,v
bx
为振镜模块在x轴方向上的扫描速度分量,v
by
为振镜模块在y轴方向上的扫描速度分量,l为振镜的工作距离,即激光经过y振镜反射后垂直射入打印工作面的距离。

技术总结
本发明公开了一种激光熔融3D打印方法及打印头,属于3D打印技术领域,该打印头结合了熔覆头与振镜模块,打印时,基于熔覆头的圆形激光通孔建立最大内切矩形,基于该最大内切矩形将打印工作幅面分割成若干打印数据块,根据打印数据块的宽度以及振镜模块扫描该打印数据块所需的时间确定熔覆头和振镜模块的移动速度,以计算所得的移动速度同步水平移动熔覆头和振镜模块,使得振镜模块反射的激光穿过熔覆头的激光通孔并在激光通孔的范围内进行扫描,进而根据打印数据块的数据对熔覆头喷出的材料进行激光烧结打印,使用熔覆头打印出与激光金属3D打印的精度相同的精细零件,使得熔覆头应用范围更广。头应用范围更广。头应用范围更广。


技术研发人员:李兵涛 朱凡
受保护的技术使用者:杭州爱新凯科技有限公司
技术研发日:2023.01.19
技术公布日:2023/3/14
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