[發(fā)明專利]激光打印系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810337981.7
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN108582769B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·馬特斯;S·帕特爾諾斯特;G·坎茨勒;J·菲利皮;S·格洛恩博恩;G·荷斯勒;H·莫恩齊;R·科拉茨
• 申請（專利權(quán)）人: EOS有限公司電鍍光纖系統(tǒng)
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/268;B29C64/20;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務(wù)所 11038
• 代理人: 宋巖

公開了激光打印系統(tǒng)。本發(fā)明描述了激光打印系統(tǒng)，其用于照明工作面中相對于激光打印系統(tǒng)的激光器模塊移動的對象，激光器模塊包括半導(dǎo)體激光器的至少兩個激光器陣列和至少一個光學(xué)元件，光學(xué)元件適于成像由激光器陣列發(fā)射的激光，使得一個激光器陣列的半導(dǎo)體激光器的激光被成像到工作面中的一個像素，其中激光打印系統(tǒng)是用于疊加式制造的3D打印系統(tǒng)，設(shè)置了被布置在垂直于工作面中對象的移動方向的列中的兩個、三個、四個或更多個激光器模塊，列相對于彼此交錯，使得激光器模塊的第一列的第一激光器模塊適于照明對象的第一區(qū)域并且激光器模塊的第二列的第二激光器模塊適于照明對象的第二區(qū)域，其中第一區(qū)域與第二區(qū)域相鄰使得能夠連續(xù)照明對象。

本申請是申請?zhí)枮?01480068452.1，申請日為2014年12月16日，題為“激光打印系統(tǒng)”的中國發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光打印系統(tǒng)和激光打印的方法，即，在3D打印領(lǐng)域，利用用于疊加式制造(additive manufacturing)的激光器例如用于快速成型。本發(fā)明不是指諸如文檔的打印之類的2D打印。

背景技術(shù)

選擇性激光熔化機器包括單個高功率激光器和在待被照明的區(qū)域上掃描激光的掃描儀。在這種機器中，激光器和掃描儀被布置在處理室的外部并且激光可以穿過入口窗到包含構(gòu)建區(qū)域的處理室中。為了加快處理速度，期望使打印頭具有若干個獨立的通道，即，覆蓋相當部分區(qū)域的可尋址的激光器陣列。優(yōu)選地，打印頭覆蓋要用每像素一個可尋址激光光源進行打印的區(qū)域的整個寬度，使得打印頭只需要在一個方向上移動。這種可尋址陣列的可靠性和服務(wù)成本會成問題。

美國2005/0151828 A1公開了用于靜電印刷激光打印的設(shè)備。靜電印刷打印系統(tǒng)具有包括多個微光學(xué)發(fā)光陣列的激光打印條成像器組件。微光學(xué)發(fā)光陣列包括多個垂直腔面發(fā)射激光器，其中每個垂直腔面發(fā)射激光器利用微光學(xué)元件來聚焦。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的一個目的是提供改進的激光打印系統(tǒng)和相應(yīng)的激光打印的方法。

根據(jù)第一方面，提供了一種激光打印系統(tǒng)，該激光打印系統(tǒng)用于照明工作面中相對于激光打印系統(tǒng)的激光器模塊移動的對象。激光器模塊包括半導(dǎo)體激光器的至少兩個激光器陣列和至少一個光學(xué)元件。光學(xué)元件適于成像由激光器陣列發(fā)射的激光，使得一個激光器陣列的半導(dǎo)體激光器的激光被成像到激光打印系統(tǒng)的工作面中的一個像素。

優(yōu)選地，像素的區(qū)域元件利用至少兩個半導(dǎo)體激光器來照明。

已知激光打印系統(tǒng)或者使用單個高功率激光器或者使用激光器陣列。例如，在高功率激光器的情況下，可以使用單個邊緣發(fā)射半導(dǎo)體激光器，而在激光器陣列的情況下，優(yōu)選地使用垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)。VCSEL陣列可以容易地在基于晶圓的工藝中制造，但是通常比邊緣發(fā)射半導(dǎo)體激光器發(fā)射的功率小。這些已知激光打印系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)將每個半導(dǎo)體激光器的發(fā)光層投影或聚焦到工作面。

與這種方法對照，本發(fā)明的優(yōu)選實施例提出利用光學(xué)元件將至少兩個激光器陣列成像到工作面中的兩個像素。激光器陣列的圖像不包括半導(dǎo)體激光器的發(fā)光層的清晰圖像。利用其中一個激光器陣列的至少兩個激光器發(fā)射的光照明像素的每個區(qū)域元件，使得沒有只利用一個單個半導(dǎo)體激光器照明的區(qū)域元件。優(yōu)選地，一個激光器陣列的三個、四個或更多個半導(dǎo)體激光器同時照明像素的一個區(qū)域元件。甚至可以兩個激光器陣列被同時成像到同一像素。因此，通過利用每像素的區(qū)域元件的多個半導(dǎo)體激光器可以向工作面提供更高的強度。陣列的多個半導(dǎo)體激光器的擴散圖像在工作面中形成像素。由于每個單個半導(dǎo)體激光器利用光學(xué)能量對工作面中的對象的照明或能量輸入的相對低的貢獻，因此該激光打印系統(tǒng)會更可靠。激光器陣列的單個半導(dǎo)體激光器的故障確實因此不會導(dǎo)致激光打印系統(tǒng)的故障。