[實(shí)用新型]一種新式用于3D打印的激光輸出裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420794882.9
• 申請(qǐng)日: 2014-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204338864U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建業(yè);胡高峰;林曉聰;郭明華;徐卡里;梁崇智
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東漢唐量子光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22F3/105
• 分類(lèi)號(hào): B22F3/105
• 代理公司: 中山市科創(chuàng)專(zhuān)利代理有限公司 44211
• 代理人: 謝自成

[技術(shù)領(lǐng)域]

本實(shí)用新型涉及一種新式用于3D打印的激光輸出裝置。

[背景技術(shù)]

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，金屬粉末激光快速成型直接制造技術(shù)成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)，金屬粉末激光快速成型給大家留下高科技形象，但在目前情況，也有一些缺點(diǎn)，其中速度慢是大家提的最多的一個(gè)話題，那么如何提高成型效率，發(fā)揮激光有效輸出能力成為一個(gè)可深入研究的課題。

目前，金屬粉末激光快速成型機(jī)使用簡(jiǎn)單的定焦光路，激光掃描燒結(jié)、熔化粉末全部是在固定的焦點(diǎn)上掃描，我們知道金屬粉末激光快速成型效率比較低，其中一個(gè)主要原因是，每次燒結(jié)、熔融的面積小，在焦點(diǎn)位置，激光光斑是最小的，那么每次掃描的線寬也是最細(xì)的，最細(xì)的光斑適合零件內(nèi)外輪廓掃描，能提高輪廓精度，和表面效果，但在焦點(diǎn)位置輸出比較大的激光功率時(shí)，粉末會(huì)被部分氣化，產(chǎn)生飛濺，影響成型精度和致密度，最細(xì)的光斑每次掃描的線寬比較窄，在焦點(diǎn)位置掃描的結(jié)果就是成型效率低，不能充分發(fā)揮激光器的有效輸出能力，而不在焦點(diǎn)位置掃描的結(jié)果是不能保證零件輪廓精度和外表面效果。

因此，有必要解決如上問(wèn)題。

[實(shí)用新型內(nèi)容]

本實(shí)用新型克服了上述技術(shù)的不足，提供了一種新式用于3D打印?的激光輸出裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，實(shí)用性好。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了下列技術(shù)方案：

一種新式用于3D打印的激光輸出裝置，包括有3D打印控制器10和順次設(shè)置用于產(chǎn)生激光束的激光器1、用于激光發(fā)散用的凹透鏡2、用于激光匯聚用的凸透鏡3、以及用于將激光輸出至3D打印區(qū)域的激光掃描振鏡4，所述激光掃描振鏡4前端設(shè)有用于掃描和聚焦用的f-θ透鏡41，所述激光輸出裝置還包括有用于帶動(dòng)所述凹透鏡2沿光路方向向前或向后平移的平移裝置5和用于測(cè)量所述凹透鏡2位置的位置檢測(cè)裝置6，所述激光器1控制信號(hào)輸入端、平移裝置5控制信號(hào)輸入端、位置檢測(cè)裝置6檢測(cè)信號(hào)輸出端分別與所述3D打印控制器10電連接。

所述激光器1與所述凹透鏡2之間還設(shè)有用于激光擴(kuò)束的激光擴(kuò)束器7。

所述激光擴(kuò)束器7、凹透鏡2、以及凸透鏡3都設(shè)置在一個(gè)防塵殼體8內(nèi)。

所述平移裝置5采用電機(jī)螺旋移動(dòng)裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1、具有激光輸出調(diào)焦控制功能，3D打印控制器通過(guò)平移裝置調(diào)節(jié)凹透鏡位置來(lái)控制激光輸出光斑直徑大小，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，并且通過(guò)位置檢測(cè)裝置檢測(cè)凹透鏡位置，便于更準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)凹透鏡位置，使3D打印控制更方便，適應(yīng)于不同打印狀況對(duì)輸出激光的需求。

2、激光擴(kuò)束器、凹透鏡、以及凸透鏡都設(shè)置在一個(gè)防塵殼體內(nèi)，?抗干擾能力好。

3、平移裝置采用電機(jī)螺旋移動(dòng)裝置，便于凹透鏡位置的精細(xì)調(diào)節(jié)。

[附圖說(shuō)明]

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。

[具體實(shí)施方式]

以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解：

如圖1所示，一種新式用于3D打印的激光輸出裝置，包括有3D打印控制器10和順次設(shè)置用于產(chǎn)生激光束的激光器1、用于激光發(fā)散用的凹透鏡2、用于激光匯聚用的凸透鏡3、以及用于將激光輸出至3D打印區(qū)域的激光掃描振鏡4，所述激光掃描振鏡4前端設(shè)有用于掃描和聚焦用的f-θ透鏡41，所述激光輸出裝置還包括有用于帶動(dòng)所述凹透鏡2沿光路方向向前或向后平移的平移裝置5和用于測(cè)量所述凹透鏡2位置的位置檢測(cè)裝置6，所述激光器1控制信號(hào)輸入端、平移裝置5控制信號(hào)輸入端、位置檢測(cè)裝置6檢測(cè)信號(hào)輸出端分別與所述3D打印控制器10電連接。

所述激光器1與所述凹透鏡2之間還設(shè)有用于激光擴(kuò)束的激光擴(kuò)束器7。

所述激光擴(kuò)束器7、凹透鏡2、以及凸透鏡3都設(shè)置在一個(gè)防塵殼體8內(nèi)。

所述平移裝置5為電機(jī)螺旋移動(dòng)裝置。

本案的工作原理過(guò)程如下：

工作時(shí)，凸透鏡3固定，激光器1輸出激光依次通過(guò)激光擴(kuò)束器7后首先進(jìn)入凹透鏡2，光束變成發(fā)散的，然后進(jìn)入凸透鏡3進(jìn)行匯聚，稍微匯聚的光束進(jìn)入激光掃描振鏡4，通過(guò)f-θ透鏡41進(jìn)行掃描和聚焦，3D打印控制器10通過(guò)位置檢測(cè)裝置6檢測(cè)凹透鏡2的位置，通過(guò)調(diào)節(jié)凹透鏡2的位置來(lái)調(diào)節(jié)激光輸出的光斑直徑大小，當(dāng)通過(guò)平移裝置5平移凹透鏡2遠(yuǎn)離凸透鏡3時(shí)，激光束發(fā)散直徑變大，聚焦焦點(diǎn)下移，當(dāng)通過(guò)平移裝置5平移凹透鏡2靠向凸透鏡3方向時(shí)，激光束發(fā)散直徑變小，聚焦焦點(diǎn)上移。如上所述，通過(guò)改變聚焦焦點(diǎn)的上下位置就能改為激光輸出光斑直徑大小，適應(yīng)于不同打印狀況對(duì)輸出激光的需求。