CN104607638A - 一种新型用于3d打印的激光输出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型用于3D打印的激光输出装置，包括有3D打印控制器和顺次设置的激光器、凹透镜、凸透镜、以及激光扫描振镜，所述激光扫描振镜前端设有-θ透镜，所述激光输出装置还包括有用于带动所述凹透镜沿光路方向向前或向后平移的平移装置和用于测量所述凹透镜位置的位置检测装置，所述激光器控制信号输入端、平移装置控制信号输入端、位置检测装置检测信号输出端分别与所述3D打印控制器电连接。本案具有激光输出调焦控制功能，3D打印控制器通过平移装置调节凹透镜位置来控制激光输出光斑直径大小，其结构简单易实现，并且通过位置检测装置检测凹透镜位置，便于更准确的调节凹透镜位置，适应于不同打印状况对输出激光的需求。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种新型用于3D打印的激光输出装置。
[背景技术]
随着3D打印技术的发展，金属粉末激光快速成型直接制造技术成为大家关注的焦点，金属粉末激光快速成型给大家留下高、大、上的形象，但在目前情况，也有一些缺点，其中速度慢是大家提的最多的一个话题，那么如何提高成型效率，发挥激光有效输出能力成为一个可深入研究的课题。
目前，金属粉末激光快速成型机使用简单的定焦光路，激光扫描烧结、熔化粉末全部是在固定的焦点上扫描，我们知道金属粉末激光快速成型效率比较低，其中一个主要原因是，每次烧结、熔融的面积小，在焦点位置，激光光斑是最小的，那么每次扫描的线宽也是最细的，最细的光斑适合零件内外轮廓扫描，能提高轮廓精度，和表面效果，但在焦点位置输出比较大的激光功率时，粉末会被部分气化，产生飞溅，影响成型精度和致密度，最细的光斑每次扫描的线宽比较窄，在焦点位置扫描的结果就是成型效率低，不能充分发挥激光器的有效输出能力，而不在焦点位置扫描的结果是不能保证零件轮廓精度和外表面效果。
因此，有必要解决如上问题。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种新型用于3D打印的激光输出装置，其结构简单易实现，实用性好。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种新型用于3D打印的激光输出装置，包括有3D打印控制器10和顺次设置用于产生激光束的激光器1、用于激光发散用的凹透镜2、用于激光汇聚用的凸透镜3、以及用于将激光输出至3D打印区域的激光扫描振镜4，所述激光扫描振镜4前端设有用于扫描和聚焦用的f-θ透镜41，所述激光输出装置还包括有用于带动所述凹透镜2沿光路方向向前或向后平移的平移装置5和用于测量所述凹透镜2位置的位置检测装置6，所述激光器1控制信号输入端、平移装置5控制信号输入端、位置检测装置6检测信号输出端分别与所述3D打印控制器10电连接。
所述激光器1与所述凹透镜2之间还设有用于激光扩束的激光扩束器7。
所述激光扩束器7、凹透镜2、以及凸透镜3都设置在一个防尘壳体8内。
所述平移装置5采用电机螺旋移动装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、具有激光输出调焦控制功能，3D打印控制器通过平移装置调节凹透镜位置来控制激光输出光斑直径大小，其结构简单易实现，并且通过位置检测装置检测凹透镜位置，便于更准确的调节凹透镜位置，使3D打印控制更方便，适应于不同打印状况对输出激光的需求。
2、激光扩束器、凹透镜、以及凸透镜都设置在一个防尘壳体内，抗干扰能力好。
3、平移装置采用电机螺旋移动装置，便于凹透镜位置的精细调节。
[附图说明]
图1是本发明的结构图。
[具体实施方式]
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1所示，一种新型用于3D打印的激光输出装置，包括有3D打印控制器10和顺次设置用于产生激光束的激光器1、用于激光发散用的凹透镜2、用于激光汇聚用的凸透镜3、以及用于将激光输出至3D打印区域的激光扫描振镜4，所述激光扫描振镜4前端设有用于扫描和聚焦用的f-θ透镜41，所述激光输出装置还包括有用于带动所述凹透镜2沿光路方向向前或向后平移的平移装置5和用于测量所述凹透镜2位置的位置检测装置6，所述激光器1控制信号输入端、平移装置5控制信号输入端、位置检测装置6检测信号输出端分别与所述3D打印控制器10电连接。
所述激光器1与所述凹透镜2之间还设有用于激光扩束的激光扩束器7。
所述激光扩束器7、凹透镜2、以及凸透镜3都设置在一个防尘壳体8内。
所述平移装置5为电机螺旋移动装置。
本案的工作原理过程如下：
工作时，凸透镜3固定，激光器1输出激光依次通过激光扩束器7后首先进入凹透镜2，光束变成发散的，然后进入凸透镜3进行汇聚，稍微汇聚的光束进入激光扫描振镜4，通过f-θ透镜41进行扫描和聚焦，3D打印控制器10通过位置检测装置6检测凹透镜2的位置，通过调节凹透镜2的位置来调节激光输出的光斑直径大小，当通过平移装置5平移凹透镜2远离凸透镜3时，激光束发散直径变大，聚焦焦点下移，当通过平移装置5平移凹透镜2靠向凸透镜3方向时，激光束发散直径变小，聚焦焦点上移。如上所述，通过改变聚焦焦点的上下位置就能改为激光输出光斑直径大小，适应于不同打印状况对输出激光的需求。
如上所述，通过调节凹透镜2的位置来适应不同3D打印粉末或不同打印状况对输出激光的需求，其调节灵活，使3D打印控制更方便。
如上所述，本案保护的是一种新型用于3D打印的激光输出装置，一切与本案结构相同或相近的技术方案都应示为落入本案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种新型用于3D打印的激光输出装置，其特征在于包括有3D打印控制器(10)和顺次设置用于产生激光束的激光器(1)、用于激光发散用的凹透镜(2)、用于激光汇聚用的凸透镜(3)、以及用于将激光输出至3D打印区域的激光扫描振镜(4)，所述激光扫描振镜(4)前端设有用于扫描和聚焦用的f-θ透镜(41)，所述激光输出装置还包括有用于带动所述凹透镜(2)沿光路方向向前或向后平移的平移装置(5)和用于测量所述凹透镜(2)位置的位置检测装置(6)，所述激光器(1)控制信号输入端、平移装置(5)控制信号输入端、位置检测装置(6)检测信号输出端分别与所述3D打印控制器(10)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型用于3D打印的激光输出装置，其特征在于所述激光器(1)与所述凹透镜(2)之间还设有用于激光扩束的激光扩束器(7)。
3.根据权利要求2所述的一种新型用于3D打印的激光输出装置，其特征在于所述激光扩束器(7)、凹透镜(2)、以及凸透镜(3)都设置在一个防尘壳体(8)内。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种新型用于3D打印的激光输出装置，其特征在于所述平移装置(5)采用电机螺旋移动装置。
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