JP2020527291A - 直接金属レーザ溶融で用いられる高出力密度レーザを直接校正するためのセンサシステム - Google Patents
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Abstract
Description
4 レーザシステム
6 光路
8 光ビーム
10 ヘッドユニット
12 ピンホール
14 センサ
16 コントローラ
Claims (19)
- 三次元プリントシステムであって、
光路に沿って少なくとも100ワットの光パワーを伝送するさまざまの直径のビームを照射するレーザシステムであって、レーザが、前記ビームが最小ビーム直径を有する焦点面においてまたはそれに近接して位置する結像面を有する、レーザシステム;
前記光路に沿って配置され、前記ビームを受け取り、前記光パワーの大部分を透過し、残りの光パワーを反射する、ビームスプリッタ;
前記結像面において前記光路に沿って配置され、前記反射ビームを受け取る、ピンホール;
前記光路に沿って配置され、前記ピンホールからの前記ビームを受け取る、センサ;および
前記センサからの信号を分析し、前記ビームについて強度および他のパラメータを特定するよう構成される、コントローラ
を備える三次元プリントシステム。 - 前記レーザシステムが、二次元走査システムを含み、これにより、前記ビームが2つの軸に沿った前記ピンホールに沿って走査をすることを特徴とする、請求項1に記載の三次元プリントシステム。
- 前記コントローラが、前記走査システムを含む前記レーザシステムを制御することを特徴とする、請求項2に記載の三次元プリントシステム。
- 前記ビームが前記レーザシステムと前記ビームスプリッタとの間で集束し、前記ビームスプリッタにおける前記ビーム直径が前記最小ビーム直径の少なくとも5倍であることを特徴とする、請求項1に記載の三次元プリントシステム。
- 前記ビームスプリッタが、前記ビームの前記光パワーの25%未満を前記ピンホールに反射することを特徴とする、請求項1に記載の三次元プリントシステム。
- 前記最小ビーム直径が、約35〜300マイクロメートルの範囲内であることを特徴とする、請求項1に記載の三次元プリントシステム。
- 前記最小ビーム直径が、約50〜150マイクロメートルの範囲内であることを特徴とする、請求項1に記載の三次元プリントシステム。
- 前記ピンホールが、前記最小ビーム直径の25%未満の直径を有することを特徴とする、請求項1に記載の三次元プリントシステム。
- 前記ビームが前記ピンホールと前記センサとの間で集束し、前記センサにおける前記ビーム直径が前記最小ビーム直径の少なくとも5倍であることを特徴とする、請求項1に記載の三次元プリントシステム。
- 高出力密度レーザシステムのためのレーザ校正システムであって、
光路を定めかつそれに沿って配置され、前記レーザシステムにより照射された集束および発散ビームを受け取る、一連の光学部品
を備え、
前記レーザシステムが、前記光路に沿って結像面および焦点面を有し、該焦点面において前記ビームが最小直径を有し、前記一連の光学部品が:
前記ビームが前記最小直径の少なくとも5倍の直径を有する位置において前記集束ビームを受け取るビームスプリッタであって、前記ビームの入来光パワーの大部分を透過し、かつ、前記入来光パワーの小部分を反射する、ビームスプリッタ;
前記光路に沿った前記結像面に配置され、前記ビームスプリッタから前記反射ビームを受け取る、ピンホール;
前記ビームが前記最小直径の少なくとも5倍の直径を有する位置において前記ピンホールから前記発散ビームを受け取るセンサ;および
前記センサからの信号を分析し、前記レーザについて強度および分布パラメータを特定するよう構成される、コントローラ
を備える、
レーザ校正システム。 - 前記ビームスプリッタが、前記ビームの前記光パワーの25%未満を前記ピンホールに反射することを特徴とする、請求項10に記載のレーザ校正システム。
- 前記最小ビーム直径が、約35〜300マイクロメートルの範囲内であることを特徴とする、請求項10に記載のレーザ校正システム。
- 前記ピンホールが、前記最小ビーム直径の25%未満の直径を有することを特徴とする、請求項10に記載のレーザ校正システム。
- 三次元プリントシステムであって、
光路に沿って少なくとも100ワットの光パワーの光ビームを照射するレーザであって、前記レーザが、前記ビームが最小ビーム直径を有する位置において前記光路に沿って焦点位置を有し、前記ビームが、前記光路に沿って集束部分および次いで発散部分を有する、レーザ;
前記光路に垂直な二次元において前記レーザを走査するための走査システム;
前記ビームが前記最小直径の少なくとも5倍の直径を有する位置において、前記光路に沿って集束ビームを受け取るよう配置されたビームスプリッタであって、前記ビームの入来光パワーの大部分を透過し、かつ、前記入来光パワーの小部分を反射する、ビームスプリッタ;
前記光路に沿って結像面に配置され、前記ビームスプリッタからの反射ビームを受け取る、ピンホール;
前記ピンホールからの発散ビームを受け取るよう配置されたセンサ;および
前記センサからの信号を分析し、前記レーザについて強度および分布パラメータを特定するよう構成される、コントローラ
を備える三次元プリントシステム。 - 前記コントローラが、前記レーザおよび前記走査システムを制御することを特徴とする、請求項14に記載の三次元プリントシステム。
- 前記ビームスプリッタが、前記ビームの前記光パワーの25%未満を前記ピンホールに反射することを特徴とする、請求項15に記載の三次元プリントシステム。
- 前記最小ビーム直径が、約35〜300マイクロメートルの範囲内であることを特徴とする、請求項15に記載の三次元プリントシステム。
- 前記最小ビーム直径が、約50〜150マイクロメートルの範囲内であることを特徴とする、請求項15に記載の三次元プリントシステム。
- 前記ピンホールが、前記最小ビーム直径の25%未満の直径を有することを特徴とする、請求項15に記載の三次元プリントシステム。
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