[實用新型]實時監控面型的3D打印光學系統

有效

• 申請號: 201720069967.4
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN206633429U
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 胡九龍;賀曉寧;方雷;周建林;朱祺樓
• 申請（專利權）人: 深圳摩方材料科技有限公司
• 主分類號: B29C64/386
• 分類號: B29C64/386;B33Y50/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 孫偉

技術領域

本實用新型涉及三維打印快速成型領域，涉及一種3D打印機，尤其涉及一種能實時監控面型的3D打印系統。

背景技術

3D打印是所見即所得，從三維模型軟件中設計的模型直接轉換成三維實體。傳統機械加工制造技術主要為減材制造，包括車削、銑削、鏜削、鉆、刨、研磨、拋光等。一般過程是加工技師根據圖紙選用其中幾種加工方法組合，從而進行機械加工。每一種步驟都會對材料進行去除，同時需要設計復雜夾具來輔組加工。而三維打印技術屬于增材制造范疇，一般不需要進行特殊的工裝夾具，偶爾僅僅只需修改模型，增加支撐部位。大大簡化了制造的過程，同時也可以快速制備復雜模型。

3D打印技術主要分為SLA、DLP、FDM、SLS、DED、LOM等。目前的普通三維打印技術精度普遍在百微米級別。很多材料可以通過設計亞微米結構來改變材料的光學、機械、聲學等特性。例如光子晶體、聲子晶體等。傳統的DLP三維打印微立體光刻技術，是用紫外LED或者汞燈照明DMD芯片，把DMD作為數字掩模，將DMD的圖像經過投影物鏡放大，投影出來的系統。目前市面上還沒有干涉儀監控打印面型的設備推出。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種實時監控面型的3D打印光學系統，包括一干涉儀、一照明系統、一DMD系統、一耦合棱鏡、一CCD系統、一中繼調焦鏡頭以及一投影鏡頭，其中，所述投影鏡頭對準液面，液面與成型工件對應，所述耦合棱鏡設置在投影鏡頭后側，分別與DMD系統、CCD系統以及照明系統對應設置，所述中繼調焦鏡頭設置在耦合棱鏡后側，所述干涉儀設置在中繼調焦鏡頭后側。

優選的，上述光學系統在液面打印的同時進行面型監測和照度檢測。

優選的，上述干涉儀為單色干涉儀或白光干涉儀。

優選的，上述DMD系統由DMD芯片和驅動電路組成。

優選的，上述照明系統為LED或汞燈或激光。

優選的，上述耦合棱鏡由一塊半透半反鏡和X棱鏡組成。

優選的，上述投影鏡頭是折射式、折返射式、反射式、折衍式顯微物鏡或者是折射式、折返射式、反射式、折衍射式光刻鏡頭。

優選的，上述x棱鏡是波分復用和偏振復用系統。

優選的，上述干涉儀采用液面為基準面，監測液面和工件的光程差或者是在中繼調焦鏡頭內增加一塊基準凸或凹或平面鏡，作為基準面。

相比現有技術，本實用新型用干涉光檢測原理，改善了現有光固化3D打印機光學系統的設計，設備成本降低，并可以實現更穩定的成型品質。

將液面作為參考面，實時檢測在線打印的工件的打印面，可以達到監控波長量級的精度，通過電子細分可以進一步提高監控的精度。普通的3D打印光學系統可以根據該本實用新型原理檢測的數據，進行實時反饋修改打印工藝參數，從而制備高精度工件。使用本實用新型的原理可以制備球面、非球面、自由曲面成像光學元件，也可以制備含有微結構的光子晶體，也可以制備更高精密的納米超輕超強材料，也可以制備納米結構的隔振消音材料等。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的實時監控面型的3D打印光學系統結構示意圖；

圖2為本實用新型提供的實時監控面型的3D打印光學系統檢測的干涉圖樣；

圖3為本實用新型提供的實時監控面型的3D打印光學系統改進實施例示意圖；

圖4為一種干涉儀原理結構圖；

圖5為X合束棱鏡示意圖；

圖6為X合束薄膜1、2透過率曲線圖；

圖7為本實用新型提供的實時監控面型的3D打印光學系統改進實施例示意圖。

具體實施方式

為了便于本領域普通技術人員理解和實施本實用新型，下面結合附圖及具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細描述。

實施例1