一种用于激光3D打印机可实测功率大小的光路调节组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于激光3D打印机可实测功率大小的光路调节组件，包括组件安装底板、激光发生器、可调扩束镜、第一反射组件、第二反射组件、振镜和聚焦镜；所述激光发生器、可调扩束镜和振镜等高安装。本方案通过电动推杆的驱动，使功率检测仪向前伸出测量光束的功率，并反馈给控制器，控制器便会根据实测功率偏差实时调整激光发生器的工作参数，确保打印光斑处的功率维持恒定，从而提高打印质量；在激光发生器与反射镜之间设有可调节的扩束镜，通过驱动电机驱动输入镜，改变输入镜与输出镜之间的距离，实时调整激光光束的直径大小，从而改变打印光斑的大小，实现快速打印的目的。本实用新型专利技术还具有结构简单、制造成本低、容易实现的优点。

An optical path adjustment module for measuring the power of laser 3D printers

The utility model discloses an optical path adjusting component for the measured power of a laser 3D printer, including a component installation floor, a laser generator, a adjustable expansion beam mirror, a first reflection component, a second reflection component, a vibrating mirror and a focusing mirror, and the high installation of the laser generator, the adjustable expansion beam mirror and the vibrating mirror. Through the drive of the electric push rod, the power detector will extend the power of the measuring beam forward and feed back to the controller. The controller will adjust the working parameters of the laser generator in real time according to the measured power deviation, to ensure that the power of the print spot is kept constant, thus the quality of the printing is raised, and the laser generator and the counter will be reversed. There is an adjustable beam expanding mirror between the shooting mirrors. The distance between the input mirror and the output mirror is changed by driving the motor to change the distance between the input mirror and the output mirror. The diameter of the laser beam is adjusted in real time, thus the size of the print spot is changed and the purpose of fast printing is realized. The utility model has the advantages of simple structure, low manufacturing cost and easy realization.

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光3D打印机可实测功率大小的光路调节组件
本技术涉及激光3D打印设备领域，尤其涉及一种用于激光3D打印设备上的可调节光斑大小的光路调节组件。
技术介绍
目前，市场上的激光3D打印设备(尤其是SLA3D打印设备)大多只采用一种倍率的扩束镜来调节激光发生器产生的激光，因此，激光打在液面上的光斑大小是固定的，无法改变，当遇到打印面积较大的工件内填充(内支撑)时，由于内部填充面积大，单位时间的打印速度会变慢，严重降低了打印的效率，拖长了打印的时间。因此，现有技术需要进一步改进和完善。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、能够根据需要在先测量激光光束功率的用于激光3D打印设备上的光路调节组件。本技术的目的通过下述技术方案实现：一种用于激光3D打印机可实测功率大小的光路调节组件，该光路调节组件主要包括组件安装底板、根据激光传播的路径依次固定在组件安装底板上的激光发生器、用于调节光速直径大小的可调扩束镜、用于改变激光传播路径的第一反射组件和第二反射组件、用于实测当前激光光束功率的功率检测装置、用于接收光束及改变光束传播路径的振镜、以及用于激光聚焦的聚焦镜。所述激光发生器、可调扩束镜、功率检测装置和振镜等高安装，使激光发生器的输出端轴线、可调扩束镜轴线、功率检测仪轴线、以及振镜输入端的轴线同轴。具体的，所述可调扩束镜包括扩束镜安装座、将光线发散的输入镜、将光线聚集的输出镜、平面镜、导轨、丝杆、滑块和驱动电机。所述输入镜为凹透镜，所述输出镜为凸透镜。所述可调扩束镜安装座固定在组件安装底板上，使可调扩束镜位于激光发生器与第一反射组件之间，将激光发生器产生的光束放大一定倍率。所述导轨和驱动电机均固定在扩束镜安装座上，导轨的轴线与光束平行，所述滑块安装在导轨上，可在导轨上来回滑动。所述输出镜和平面镜通过固定座安装在扩束镜安装座上，所述输入镜固定在滑块上，位于激光发生器与输出镜之间；所述输入镜、输出镜和平面镜依次安装，且三者的光学轴线同轴。所述丝杆穿过滑块安装，且丝杆的两端固定在导轨上，并与驱动电机连接。调节时，通过驱动电机驱动丝杆转动，带动滑块在导轨上来回移动，从而改变输入镜与输出镜之间的距离，实现扩束倍率的实时调整。具体的，所述功率检测装置固定在组件安装底板上，位于第二反射组件与振镜之间。该功率检测装置主要包括功率检测安装座、用于实测激光光束功率的功率检测仪、以及驱动功率检测仪前进或后退的电动推杆。所述功率检测安装座固定安装在组件安装底板上，所述电动推杆固定安装在功率检测安装座上，所述功率检测仪固定安装在电动推杆上，由电动推杆驱动功率检测仪向前伸出并实时检测激光光束功率。在打印过程中，由于电压波动、电磁干扰、机械震动等原因会影响激光发生器，造成激光光束的功率不稳定，为了确保打印质量，刮刀单次行程结束后会进行一次功率检测，此时控制器会控制电动推杆将功率检测仪向前推送，直到激光打到功率检测仪的输入端；功率检测仪通过在线检测方式测量当前光束的功率，并将测量数据传送给控制器，控制器将当前功率与设定功率的偏差实时调整激光发生器的工作参数，从而使投射到液面的打印光斑功率维持在恒定的范围内，有效确保打印质量的统一。作为本技术的优选方案，为了方便调整激光束传播的路径，本技术所述第一反射组件和第二反射组件均采用光学调整架结构。所述光学调整架结构包括用于调整镜片高度的高度调整座、镜片安装座、用于调整镜片在水平和竖直方向上摆动的镜片调整座、反射镜片、水平调节旋钮和竖直调节旋钮。所述高度调整座的一端安装在组件安装底板上，另一端与镜片调整座固定连接。所述镜片通过弹簧安装在安装在镜片调整座上，与镜片调整座可活动连接。所述反射镜片安装在镜片安装在上，与镜片安装座固定连接。所述水平调节旋钮和竖直调节旋钮均安装在镜片调整座上，水平调节旋钮和竖直调节旋钮的端部与镜片安装在抵接；通过旋转水平调节旋钮，可以将镜片安装座的一侧向外顶出或在弹簧的拉力作用下向内摆动；同理，通过调节竖直调节旋钮，可将镜片安装座的另一侧向外顶出或在弹簧的拉力作用下向内摆动；从而实现手动调节反射镜片的目的，操作十分方便，调节精度高而且不容易松动，有效地提高了光路调节组件的调试效率，缩短调试周期。作为本技术的优选方案，为了降低激光光束的折损率，将尽可能多的光线传递出去，本技术所述反射镜片采用紫外线全反射型镜片。该种镜片可以将紫外线光束的90％以上反射出去，从而有效利用激光功率。作为本技术的优选方案，可调扩束镜的驱动方式有两种，一种是所述驱动电机采用伺服电机或步进电机，根据输入镜与输出镜之间的距离与倍率关系设定相应的移动距离，并通过伺服电机或步进电机精确移动到定位的位置上，该设计操作方便、不需要增加其他零件。另一种是所述可调扩束镜还包括用于限定输入镜位置的限位开关，所述限位开关固定安装在扩束镜安装座上，对导轨上的滑块进行定位。采用这种设计时，驱动电机可以采用普通电机，只需根据限位开关的指令来回移动即可，该设计具有成本较低、驱动方式简单、容易实施的优点。作为本技术的优选方案，为了将输入镜的位置精确定位到指定位置，本技术所述限位开关采用光电式限位开关。光电式限位开关具有体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快等优点，十分适合应用在该场合。进一步的，为了减少打印机工作时的震动对激光发生器的影响，本技术还包括用于减少震动传递的脚垫。所述脚垫安装在激光发生器的底部，将激光发生器固定在组件安装底板上。由于脚垫将激光发生器垫起，减少与组件安装底板的接触面积，因此可以降低对激光发生器的影响，确保其工作正常、稳定可靠。作为本技术的优选方案，为了减少3D打印设备的体积，节约内部空间，将激光发生器的射出方向与振镜的接收方向设置为相反方向，因此本技术所述第一反射组件和第二反射组件之间的安装夹角为90度。该设计可以将激光发生器发射的激光通过两面反射镜片的反射作用引导到振镜中接收，从而优化内部空间的布局，达到节约内部空间的目的。本技术的工作过程和原理是：本技术在振镜与第二反射组件之间设有用于在线测量功率的功率检测装置，通过电动推杆的驱动，使功率检测仪在需要时向前伸出并实时测量激光光束的功率，并反馈给打印机的控制器，控制器便会根据实测功率与设定功率的偏差实时调整激光发生器的工作参数，以确保打印光斑处的功率维持恒定不变，从而有效提高打印质量；在激光发生器与反射镜之间设有可调节的扩束镜，通过驱动电机驱动输入镜在导轨上来回移动，改变输入镜与输出镜之间的距离，实时调整激光光束的直径大小，从而改变打印光斑的大小，实现快速打印的目的；另外，本技术采用两组反射组件将激光发生器发射的光束经过两次全反射后进入振镜中，这两组反射组件均采用高反射率的全反射镜片，使光线尽可能多地进入聚焦镜中，从而提高激光的利用率和功率，加快打印速度。本技术还具有结构简单、制造成本低、容易实现的优点。与现有技术相比，本技术还具有以下优点：(1)本技术所提供的用于激光3D打印机可实测功率大小的光路调节组件采用可自动调节的扩束镜，通过电机驱动输入镜在导轨上移动，从而改变输入镜与输出镜之间的距离，实现扩束倍率的自动调节，有效加快打印的速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于激光3D打印机可实测功率大小的光路调节组件，其特征在于，包括组件安装底板、根据激光传播路径依次固定在组件安装底板上的激光发生器、可调扩束镜、第一反射组件、第二反射组件、用于实测激光功率的功率检测装置、用于接收光束及改变光路的振镜、以及用于激光聚焦的聚焦镜；所述激光发生器、可调扩束镜、振镜和功率检测装置等高安装；所述可调扩束镜包括扩束镜安装座、输入镜、输出镜、平面镜、导轨、丝杆、滑块和驱动电机；所述扩束镜安装座固定在组件安装底板上，位于激光发生器与第一反射组件之间；所述导轨和驱动电机均固定在扩束镜安装座上，导轨的轴线与光束平行，所述滑块安装在导轨上；所述输出镜和平面镜通过固定座安装在扩束镜安装座上，所述输入镜固定在滑块上，位于激光发生器与输出镜之间；所述丝杆穿过滑块，丝杆的两端固定在导轨上，并与驱动电机连接，通过驱动电机驱动丝杆转动来改变输入镜与输出镜之间的距离，实现扩束倍率的实时调整；所述功率检测装置固定在组件安装底板上，位于第二反射组件与振镜之间，包括功率检测安装座、用于实测激光光束功率的功率检测仪、以及驱动功率检测仪前进或后退的电动推杆；所述功率检测安装座固定安装在组件安装底板上，所述电动推杆固定安装在功率检测安装座上，所述功率检测仪固定安装在电动推杆上，由电动推杆驱动功率检测仪向前伸出检测激光光束功率。...

【技术特征摘要】
1.一种用于激光3D打印机可实测功率大小的光路调节组件，其特征在于，包括组件安装底板、根据激光传播路径依次固定在组件安装底板上的激光发生器、可调扩束镜、第一反射组件、第二反射组件、用于实测激光功率的功率检测装置、用于接收光束及改变光路的振镜、以及用于激光聚焦的聚焦镜；所述激光发生器、可调扩束镜、振镜和功率检测装置等高安装；所述可调扩束镜包括扩束镜安装座、输入镜、输出镜、平面镜、导轨、丝杆、滑块和驱动电机；所述扩束镜安装座固定在组件安装底板上，位于激光发生器与第一反射组件之间；所述导轨和驱动电机均固定在扩束镜安装座上，导轨的轴线与光束平行，所述滑块安装在导轨上；所述输出镜和平面镜通过固定座安装在扩束镜安装座上，所述输入镜固定在滑块上，位于激光发生器与输出镜之间；所述丝杆穿过滑块，丝杆的两端固定在导轨上，并与驱动电机连接，通过驱动电机驱动丝杆转动来改变输入镜与输出镜之间的距离，实现扩束倍率的实时调整；所述功率检测装置固定在组件安装底板上，位于第二反射组件与振镜之间，包括功率检测安装座、用于实测激光光束功率的功率检测仪、以及驱动功率检测仪前进或后退的电动推杆；所述功率检测安装座固定安装在组件安装底板上，所述电动推杆固定安装在功率检测安装座上，所述功率检测仪固定安装在电动推杆上，由电动推杆驱动功率检测仪向前伸出检测激光光束功率。2.根据权利要求1所述的用于激光3D打印机可实测功率大小的光路调节组件，其特征在于，所述第一反射组件和第二反射组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：何苗，王畅，
申请(专利权)人：佛山吗卡工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44