CN206551490U - 带有激光加热的3d打印机 - Google Patents
带有激光加热的3d打印机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206551490U CN206551490U CN201621382521.9U CN201621382521U CN206551490U CN 206551490 U CN206551490 U CN 206551490U CN 201621382521 U CN201621382521 U CN 201621382521U CN 206551490 U CN206551490 U CN 206551490U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- heating
- laser beam
- light combination
- heated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
提供一种带有激光加热的3D打印机,其特征在于激光扫描系统中有两激光束,一束为加工激光束a,一束为加热激光束b,加工激光束a和加热激光束b经合束镜15汇合,一起射入扫描振镜10入光孔,并均聚焦于工作台粉表面,由扫描振镜实现在制件截面处粉末加热及烧结加工,可实现逐层在激光加工处的局部高温加热,且是同时加热同时加工,不但大幅降低了制件热应力和热变形,也消除了制件开裂,降低了粉末间气体残留,达到提高制件精度,提高制件表面质量,提高制件材料机械性能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种带有激光加热的3D打印机,属于增材制造领域。
背景技术
3D打印技术近来得到人们广泛认知和快速发展,其中粉末选区激光烧结技术是目前发展最快、最具活力的成型技术,目前粉末选区激光烧结技术可供打印的材料有PS粉、尼龙、树脂砂、各种金属粉、陶瓷粉、各种包覆复合粉等等。在加工过程中,为了减少加工过程中热应力和热变形,减少或消除开裂,为了使制件获得所需的组织和性能,需要对所铺粉末进行加热,通常加热方式有:通过工作台面上方加热装置加热,通过基板加热,但加热温度一般均较低,在200℃内,我们在先前专利CN105880591A中介绍了一种用激光预热金属粉末的方法及装置可以加热到很高,该种方法如采用单台激光器单台扫描振镜,需扫描两次,加工工艺时间要加长,如若采用两台激光器两台扫描振镜,则设备成本增加很多,如若提高在不加长工艺时间的情况下实现激光加热,提高生产效率,降低设备成本,对一些易开裂的新材料(如陶瓷材料)开发,将产生深远影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有激光加热的3D打印机,该3D打印机在加工处可由激光实现逐层加热,并且是同时加热同时加工,以期大幅降低制件热应力和热变形,减少或消除开裂,降低粉末间气体残留,从而达到提高制件精度、表面质量和机械性能的目的。
本发明的上述目的是这样实现的:提供一种带有激光加热的3D打印机,它包括机架 1、成型缸2、供料系统13、铺粉装置11、落料装置6、激光扫描系统、工作台面上方加热装置18或基板加热装置4,其特征在于:所述的激光扫描系统中有两激光束,一束为加工激光束a,一束为加热激光束b,加工激光束a和加热激光束b经合束镜15汇合,一起射入扫描振镜10入光孔,并均聚焦于工作台粉表面,由扫描振镜实现在制件截面处粉末加热及烧结加工。
所述的加工激光束a聚焦于工作台粉表面的激光光斑直径细小,加热激光束b聚焦于工作台粉表面的激光光斑直径粗大。
所述的加工激光束a由第一激光器8a发射,加热激光束b由第二激光器8b发射,两激光器发射的激光均经各自扩束镜扩束后射向合束镜15,且射向合束镜15的两束激光光斑直径大小不同。
所述的加工激光束a和加热激光束b由同一台激光器产生,该激光器发射的激光射入分光镜16,分为两束激光,其中一束激光经第一扩束镜9a扩束后射向合束镜15,另一束激光经第一反射镜17a和第二反射镜17b、第二扩束镜9b扩束后也射向合束镜15,两束激光经合束镜15汇合,并一起射入扫描振镜10入光孔,其中射向合束镜15的两束激光光斑直径大小不同。
所述的激光加热温度的调节控制是通过控制激光器输出功率大小、通过控制加热激光束聚焦在工作台粉表面的激光光斑直径大小、通过控制扫描振镜扫描速度大小来实现的。
本发明的带有激光加热的3D打印机,具有如下有益的效果:
该带有激光加热的3D打印机,可实现逐层在激光加工处的局部高温加热,且是同时加热同时加工,不但大幅降低制件热应力和热变形,消除开裂,降低粉末间气体残留,控制材料的组织结构和性能,也大幅提高生产效率,从而达到提高制件精度,提高制件表面质量,提高制件材料机械性能的目的。
下面结合附图和实施例对本发明的带有激光加热的3D打印机作进一步说明。
附图说明
图1为带有工作台面上方加热装置和基板加热的3D打印机实施例示意图;
图2为带有两台激光器一台扫描振镜的3D打印机实施例光路示意图;
图3为带有一台激光器一台扫描振镜的3D打印机实施例光路示意图;
其中:
1-机架; 2-成型缸; 3-成型缸活塞; 4-基板加热装置;
5-基板; 6-落料装置; 7-加工制件; 8a-第一激光器a;
9a-第一扩束镜a; 10-扫描振镜; 8b-第二激光器b; 9b-第二扩束镜b;
11-铺粉装置; 12-工作台面; 13-供料装置; 15-合束镜;
16-分光镜; 17a-第一反射镜a; 17b-第二反射镜b;
18-工作台面上方加热装置; a-激光束a; b-激光束b;
具体实施方式
参照图1所示,带有工作台面上方加热装置的3D打印机是现有加工PS粉、树脂砂、尼龙等材料的3D打印机,带有基板加热的3D打印机是现有加工铝合金、钛合金等金属粉末材料的3D打印机。
参照图2所示,该实施例为两台激光器产生两束激光,加工激光束a由第一激光器8a发射,加热激光束b由第二激光器8b发射,两激光器发射的激光均经各自扩束镜扩束后射向合束镜15,经合束镜15汇合,一起射入扫描振镜10入光孔,这两束激光在工作台面聚焦为两直径不同光斑,加热激光束聚焦光斑直径较大,加工激光束聚焦光斑直径细小,在扫描振镜沿制件截面轮廓扫描填充加工的同时,聚焦的加热激光也同时对加工处粉末材料进行加热,加热温度的调节可通过调节控制两台激光器输出功率、加热激光束光斑直径及扫描速度来实现。
参照图3所示,该实施例为一台激光器产生的激光,通过分光镜16,分为两束激光,其中一束激光经第一扩束镜9a扩束后射向合束镜15,另一束激光经第一反射镜17a和第二反射镜17b、第二扩束镜9b扩束后也射向合束镜15,两束激光经合束镜15汇合,并一起射入扫描振镜10入光孔,两束激光在工作台面聚焦为两直径不同光斑,加热激光束聚焦光斑直径较大,加工激光束聚焦光斑直径细小,在扫描振镜沿制件截面轮廓扫描填充加工的同时,聚焦的加热激光也同时对加工处粉末材料进行加热,实现同时加热同时加工。
以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理和核心思想的前提下,还可以作出若干变形和改进,也视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种带有激光加热的3D打印机,它包括机架(1)、成型缸(2)、供料系统(13)、铺粉装置(11)、落料装置(6)、激光扫描系统、工作台面上方加热装置(18)或基板加热装置(4),其特征在于:所述的激光扫描系统中有两激光束,一束为加工激光束(a),一束为加热激光束(b),加工激光束(a)和加热激光束(b)经合束镜(15)汇合,一起射入扫描振镜(10)入光孔,并均聚焦于工作台粉表面,由扫描振镜实现在制件截面处粉末加热及烧结加工。
2.根据权利要求1所述的带有激光加热的3D打印机,其特征在于:所述的加工激光束(a)聚焦于工作台粉表面的激光光斑直径细小,加热激光束(b)聚焦于工作台粉表面的激光光斑直径粗大。
3.根据权利要求1所述的带有激光加热的3D打印机,其特征在于:所述的加工激光束(a)由第一激光器(8a)发射,加热激光束(b)由第二激光器(8b)发射,两激光器发射的激光均经各自扩束镜扩束后射向合束镜(15),且射向合束镜(15)的两束激光光斑直径大小不同。
4.根据权利要求1所述的带有激光加热的3D打印机,其特征在于:所述的加工激光束(a、)和加热激光束(b)由同一台激光器产生,该激光器发射的激光射入分光镜(16),分为两束激光,其中一束激光经第一扩束镜(9a)扩束后射向合束镜(15),另一束激光经第一反射镜(17a)、第二反射镜(17b)、第二扩束镜(9b)扩束后也射向合束镜(15),两束激光经合束镜(15)汇合,并一起射入扫描振镜(10)入光孔,其中射向合束镜(15)的两束激光光斑直径大小不同。
5.根据权利要求1所述的带有激光加热的3D打印机,其特征在于:所述的激光加热温度的调节控制是通过控制激光器输出功率大小、通过控制加热激光束聚焦在工作台粉表面的激光光斑直径大小、通过控制扫描振镜扫描速度大小来实现的。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201621382521.9U CN206551490U (zh) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | 带有激光加热的3d打印机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201621382521.9U CN206551490U (zh) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | 带有激光加热的3d打印机 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN206551490U true CN206551490U (zh) | 2017-10-13 |
Family
ID=60358344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201621382521.9U Active CN206551490U (zh) | 2016-12-16 | 2016-12-16 | 带有激光加热的3d打印机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN206551490U (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106393683A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-02-15 | 北京隆源自动成型系统有限公司 | 带有激光加热的3d打印机 |
CN108453261A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-08-28 | 西安增材制造国家研究院有限公司 | 一种具有预热和缓冷功能的激光增材制造的装置 |
CN109967744A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-07-05 | 浙江盛泰防务科技有限公司 | 一种sls金属粉末3d打印机的成型装置 |
CN112719304A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 武汉惟景三维科技有限公司 | 一种用于激光选区烧结的预热装置 |
CN113412186A (zh) * | 2018-12-11 | 2021-09-17 | Io技术集团公司 | 用于使用惰性气体防止在3d打印系统中光引发聚合反应的氧阻聚的系统和方法 |
CN113927045A (zh) * | 2021-09-08 | 2022-01-14 | 华中科技大学 | 一种激光增材制造的在线原位应力控制装置 |
CN114833356A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-02 | 南京铖联激光科技有限公司 | 一种增材制造用高温预热装置 |
CN115026313A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-09-09 | 杭州爱新凯科技有限公司 | 一种双激光单振镜打印系统及打印方法 |
-
2016
- 2016-12-16 CN CN201621382521.9U patent/CN206551490U/zh active Active
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106393683A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-02-15 | 北京隆源自动成型系统有限公司 | 带有激光加热的3d打印机 |
CN108453261A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-08-28 | 西安增材制造国家研究院有限公司 | 一种具有预热和缓冷功能的激光增材制造的装置 |
CN108453261B (zh) * | 2018-06-21 | 2023-08-15 | 北京万维增材科技有限公司 | 一种具有预热和缓冷功能的激光增材制造的装置 |
CN113412186A (zh) * | 2018-12-11 | 2021-09-17 | Io技术集团公司 | 用于使用惰性气体防止在3d打印系统中光引发聚合反应的氧阻聚的系统和方法 |
US11590701B2 (en) | 2018-12-11 | 2023-02-28 | Io Tech Group Ltd. | Systems for preventing oxygen inhibition of a light-initiated polymerization reaction in a 3D printing system using uniform planar surfaces |
CN113412186B (zh) * | 2018-12-11 | 2023-04-04 | Io技术集团公司 | 用于使用惰性气体防止在3d打印系统中光引发聚合反应的氧阻聚的系统和方法 |
US11673328B2 (en) | 2018-12-11 | 2023-06-13 | Io Tech Group Ltd. | Methods for preventing oxygen inhibition of a light-initiated polymerization reaction in a 3D printing system using inert gas |
CN109967744A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-07-05 | 浙江盛泰防务科技有限公司 | 一种sls金属粉末3d打印机的成型装置 |
CN112719304A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-30 | 武汉惟景三维科技有限公司 | 一种用于激光选区烧结的预热装置 |
CN113927045A (zh) * | 2021-09-08 | 2022-01-14 | 华中科技大学 | 一种激光增材制造的在线原位应力控制装置 |
CN114833356A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-02 | 南京铖联激光科技有限公司 | 一种增材制造用高温预热装置 |
CN115026313A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-09-09 | 杭州爱新凯科技有限公司 | 一种双激光单振镜打印系统及打印方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN206551490U (zh) | 带有激光加热的3d打印机 | |
CN106393683A (zh) | 带有激光加热的3d打印机 | |
EP3184208A1 (en) | Multi-wavelength laser area selection quick forming system and method | |
CN106444049B (zh) | 激光宽带熔覆装置 | |
CN105880591A (zh) | 选区激光成型金属粉末预热方法及装置 | |
US9314972B2 (en) | Apparatus for additive layer manufacturing of an article | |
US9221100B2 (en) | Optical irradiation unit for a plant for producing workpieces by irradiation of powder layers with laser radiation | |
CN107217253B (zh) | 一种光-粉-气同轴输送激光熔覆冲击锻打成形复合制造方法 | |
AU2010212593B2 (en) | Method of fabricating an object | |
US20150343664A1 (en) | Method and Apparatus for Three-Dimensional Additive Manufacturing with a High Energy High Power Ultrafast Laser | |
CN110421169A (zh) | 一种金属增材制造过程中缺陷在线修复方法 | |
CN114160813A (zh) | 可见光激光增材制造 | |
JP2017110300A (ja) | 立体的に延びる製品を製造するための3d印刷装置 | |
CN104972124B (zh) | 基于飞秒激光复合技术的实时监控快速成型设备和方法 | |
CN103774137A (zh) | 采用多激光器进行激光熔覆的方法 | |
CN202021424U (zh) | 一种非稳腔同轴送丝激光填丝焊接机 | |
CN108411301A (zh) | 激光熔覆方法、实现该方法的激光头、激光器及熔覆系统 | |
CN101607311A (zh) | 一种三束激光复合扫描金属粉末熔化快速成形方法 | |
CN207756917U (zh) | 金属粉末激光熔融增材制造装置 | |
CN105798455B (zh) | 激光加工系统和方法 | |
CN103753022A (zh) | 采用双激光器对金属材料实施激光焊接的方法 | |
CN206584125U (zh) | 激光宽带熔覆装置 | |
CN104959600B (zh) | 基于纳秒‑皮秒‑飞秒激光复合技术的平板式氧传感器制备方法 | |
CN109702193A (zh) | 用于3d金属打印工艺的通过激光诱导的等离子体通道施加电脉冲 | |
CN111375893A (zh) | 基于多个光纤输出激光模块的中心送料激光系统及加工头 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191010 Address after: 101318 No. 7 Houshayu Yudong Road, Shunyi District, Beijing Patentee after: Beijing Sandi Polytron Technologies Inc Address before: 100044, 9 floor, building 52, No. 3 South Main Street, Beijing, Haidian District, Zhongguancun, 920B Patentee before: Beijing Longyuan Automatic Molding System Co., Ltd. |
|
TR01 | Transfer of patent right |