CN213002641U - 具有同轴激光的3d打印设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有同轴激光的3D打印设备，其包括成型室、粉床、设于粉床下方的供粉缸和成型缸、设于粉床上方的刮刀、设于成型室上方的振镜系统以及与所述成型室进出口之间依次相连通的过滤器和循环风机，所述振镜系统包括至少两个光路系统、与每所述光路系统的光路出口上依次装设的激光合束器、振镜、场镜和激光窗口，每所述光路系统包括沿光路依次设置的激光器、激光头和准直器。本发明采用不同功率激光器一起打印，能够使两光斑的单位能量密度保持一致，提高了打印效率。
Description
技术领域
本发明涉及粉末激光增材制造技术领域，具体涉及一种具有同轴激光的3D打印设备。
背景技术
3D打印源于快速成型制造技术，随着金属材料3D打印技术的兴起，3D打印在全球范围内得到广泛关注。与传统的铸造技术相比，3D打印技术不需要制备模具，缩短了研发周期。3D打印技术不仅能够提供与锻造技术相媲美的力学性能，同时实现了复杂结构件的成型，填补了传统加工技术的空白。3D打印技术尽管有许多的技术优点，但选择合适的打印工艺参数是关键，不同的工艺参数对成型件的影响极大，如不同的扫描速度、激光功率等产生的打印条件不一样，间接导致成型件的性能不一样，工艺参数选择不合适，也会影响到零件的性能，比如热应力过大、热变形大，严重时会导致零件成型失败。
传统3D打印技术的工艺参数选定需要工艺工程师通过大量的工艺实验来确定，而工艺参数又比较多，就导致测试周期长、成本高，测试得到的工艺参数对粉末的适用范围也较窄。
金属粉末3D打印技术是使用高功率激光逐层熔化金属粉末，以打印功能性金属部件，由于从底部加热时粉面温度达不到400-500度，从顶部加热时对设备的隔热、器件的耐温性要求太高，因此很难实现金属粉末打印的工艺参数要求，继而影响零件的打印质量。
发明内容
为解决上述技术问题，我们提出了一种具有同轴激光的3D打印设备，采用边预热边打印，提高工作效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
具有同轴激光的3D打印设备，其包括成型室、粉床、设于粉床下方的供粉缸和成型缸、设于粉床上方的刮刀、设于成型室上方的振镜系统以及与所述成型室进出口之间依次相连通的过滤器和循环风机，所述振镜系统包括至少两个沿光路依次设置的激光器、激光头和准直器以及与所述激光头和准直器的光路出口上依次装设的激光合束器、振镜、场镜和激光窗口。
进一步地，所述激光器包括第一激光器和第二激光器，且第一激光器的光斑直径大于所述第二激光器的光斑直径。
进一步地，所述第一激光器的功率大于所述第二激光器的功率。
通过上述技术方案，本发明采用大光斑预热，小光斑打印，可减小零件翘起变形以及减小内部应力的作用，另外，采用不同功率的激光器，即大光斑采用大功率做填充，小光斑采用小功率做打印，能使两光斑的单位能量密度保持一致，提高打印效率，再者，对当前层零件做完后，大光斑再扫描一遍，对已打印层起到热处理的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所公开的具有同轴激光的3D打印设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合示意图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
参照图1，具有同轴激光的3D打印设备，其包括成型室1、粉床2、设于粉床2下方的供粉缸3和成型缸4、设于粉床2上方的刮刀5、设于成型室1上方的振镜系统6以及与所述成型室1进出口之间依次相连通的过滤器7和循环风机8，所述振镜系统6包括至少两个沿光路依次设置的激光器61、激光头62和准直器63以及与所述激光头62和准直器63的光路出口上依次装设的激光合束器64、振镜65、场镜66和激光窗口67。
继续参照图1，所述激光器61包括第一激光器611和第二激光器612，且第一激光器的光斑直径大于所述第二激光器的光斑直径，所述第一激光器611的功率大于所述第二激光器612的功率。
本发明的工作原理是利用第一激光器611发射出的大光斑激光给金属粉面做预热，使其达到金属粉末打印温度要求，同时第二激光器612发射出的小光斑激光对金属粉面进行打印，不仅减小了零件翘起变形，还减小内部应力的作用，而且第一激光器611的功率大用于填充，第二激光器612的功率小用于打印，不仅能使两个光斑的单位能量密度保持一致，还提高了打印效率，同时，对当前层零件打印完后，第一激光器611的大光斑激光再扫描一遍，对已打印层又起到了很好的热处理效果。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.具有同轴激光的3D打印设备，其包括成型室、粉床、设于粉床下方的供粉缸和成型缸、设于粉床上方的刮刀、设于成型室上方的振镜系统以及与所述成型室进出口之间依次相连通的过滤器和循环风机，其特征在于，所述振镜系统包括至少两个光路系统、与每所述光路系统的光路出口上依次装设的激光合束器、振镜、场镜和激光窗口，每所述光路系统包括沿光路依次设置的激光器、激光头和准直器。
2.根据权利要求1所述的具有同轴激光的3D打印设备，其特征在于，所述激光器包括第一激光器和第二激光器，且第一激光器的光斑直径大于所述第二激光器的光斑直径。
3.根据权利要求2所述的具有同轴激光的3D打印设备，其特征在于，所述第一激光器的功率大于所述第二激光器的功率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021228798.2U CN213002641U (zh) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 具有同轴激光的3d打印设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021228798.2U CN213002641U (zh) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 具有同轴激光的3d打印设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN213002641U true CN213002641U (zh) | 2021-04-20 |
Family
ID=75498563
Family Applications (1)
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| CN202021228798.2U Active CN213002641U (zh) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 具有同轴激光的3d打印设备 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN213002641U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102021130827A1 (de) | 2021-11-24 | 2023-05-25 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Filtereinrichtung |
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2020
- 2020-06-30 CN CN202021228798.2U patent/CN213002641U/zh active Active
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| DE102021130827A1 (de) | 2021-11-24 | 2023-05-25 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Filtereinrichtung |
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