基于连续脉冲激光的3D打印装置制造方法及图纸

一种基于连续脉冲激光的3D打印装置，包括：成型工作台，设置在成型工作室内；铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；光纤激光器，包括依次设置的连续激光种子源和脉冲激光种子源、光纤耦合器及光纤放大器，所述连续激光种子源和脉冲激光种子源输出的光束经过光纤耦合器及光纤放大器后输出连续激光或脉冲激光；激光控制模块，与所述光纤激光器连接，用于控制所述光纤激光器输出连续激光或脉冲激光；扫描振镜，用于将所述连续激光或脉冲激光通过扫描振镜聚焦在铺设粉末的成型工作台，其中：所述连续激光用于对所述铺设粉末的成型工作台扫描成型，所述脉冲激光用于对打印成形件边缘进行精密加工。所述3D打印装置稳定性高，成本低。

3D printing device based on continuous pulse laser

A 3D printing device based on a continuous pulse laser includes a forming workbench arranged in the forming workbench, a powder laying device for laying powder on the forming workbench, a fiber laser including a sequentially arranged continuous laser seed source and a pulse laser seed source, a fiber coupler and an optical fiber amplifier, the connecting device. Laser control module, connected with the fiber laser, is used to control the fiber laser to output continuous laser or pulse laser, and scanning galvanometer is used to excite the continuous laser or pulse laser. The light or pulse laser is focused on the forming workbench for laying the powder through a scanning galvanometer, wherein the continuous laser is used for scanning the forming workbench for laying the powder, and the pulse laser is used for precise processing of the edges of the printed parts. The 3D printing device has high stability and low cost.

【技术实现步骤摘要】
基于连续脉冲激光的3D打印装置
本技术涉及一种激光3D打印技术，尤其涉及一种基于连续脉冲激光的选区激光熔化3D打印装置。
技术介绍
选区激光熔化(SelectiveLaserMelting,SLM)技术是目前金属3D打印技术中成形精度最高的成形方法，SLM技术是利用高密度激光斑点在具有保护气氛的箱体里进行的二维图形的快速扫描，使熔化的金属粉末材料凝固成20μm-30μm的薄层，并逐层堆积打印出精密的3D成形件，广泛应用于航空航天，生物医疗等行业的精密零部件、植入器件制造。尽管SLM打印精度可达到0.05mm-0.02mm，但受制于粉末粒度，激光聚焦光斑尺寸、逐层打印等材料与工艺因数，SLM技术成形零部件的尺寸精度和表面粗糙度仍然无法满足高精密零部件的精度要求。脉冲光纤激光器具有高稳定性、低成本、高峰值功率等优势，采用这种超快脉冲激光器加工脆硬、超薄材料，割口光滑(粗糙度Ra＜1.0μm)无热损伤，属于冷加工，是目前材料微加工领域出现的“颠覆性技术”。然而，目前国外进口的皮秒固体脉冲激光器价格昂贵，系统复杂，稳定性差，根本无法应用于SLM快速成形的精密加工。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种基于连续脉冲激光的3D打印装置，可满足高稳定性、低成本的要求。一种基于连续脉冲激光的3D打印装置，包括：成型工作台，设置在成型工作室内；铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；光纤激光器，包括依次设置的连续激光种子源和脉冲激光种子源、光纤耦合器及光纤放大器，所述连续激光种子源和脉冲激光种子源输出的光束经过光纤耦合器及光纤放大器后输出连续激光或脉冲激光；激光控制模块，与所述光纤激光器连接，用于控制所述光纤激光器输出连续激光或脉冲激光；扫描振镜，用于将所述光纤激光器输出的连续激光或脉冲激光通过扫描振镜聚焦在铺设粉末的成型工作台，其中：所述连续激光用于对所述铺设粉末的成型工作台扫描成型，所述脉冲激光用于对打印成形件边缘进行精密加工。进一步地，激光束的光斑尺寸可以通过光束直径调节器进行调节。进一步地，所述扫描振镜的扫描速度为0～10000mm/s，优选为200-5000mm/s，扫描间距为40μm-70μm。进一步地，所述连续激光的波长为1.06μm，光斑尺寸为30μm-200μm、功率为40W-2000W；及/或所述脉冲激光的脉冲宽度为200ps～0.4ps，光斑尺寸为30μm-100μm，脉冲峰值功率大于100KW。进一步地，所述连续激光成形的粉末厚度为20μm-80μm，脉冲激光对已成形轮廓的加工为5μm-60μm。进一步地，所述成型工作室为封闭密封腔，其内为真空或充盈预定浓度的惰性气体。进一步地，所述基于连续脉冲激光的3D打印装置还包括：抽真空装置，用于对所述成型工作室抽真空处理。进一步地，所述基于连续脉冲激光的3D打印装置还包括：气体供应装置，用于向所述成型工作室内充入惰性气体。进一步地，所述基于连续脉冲激光的3D打印装置还包括：气体循环净化装置，用于对所述成型工作台内的气体进行循环净化及氧浓度控制。进一步地，所述成型工作室上设置有激光入射窗，所述扫描振镜对应所述激光入射窗设置以使得所述激光经所述扫描振镜聚焦后经所述激光入射窗入射在所述成型工作台上。进一步地，所述铺粉装置设置在所述成型工作室内，包括铺粉缸及铺粉件，所述铺粉缸用于将所述粉末推送至与所述成型工作台大致平齐的位置，所述铺粉件用于将所述粉末铺设至所述成型工作台。所述基于连续脉冲激光的3D打印装置及其打印方法采用高稳定性的光纤激光器分别发出连续激光和脉冲激光，仅一台光纤激光器即可实现成型及精加工，稳定性高，且成本较低。附图说明图1是本技术实施方式提供的一种基于连续脉冲激光的3D打印装置的结构图。主要元件符号说明基于连续脉冲激光的3D打印装置1000成型工作室1激光入射窗10成型工作台2成形缸21成形缸基台210成形缸升降杆212工作平台22铺粉装置3铺粉缸31铺粉缸基台310铺粉缸升降杆312铺粉件32气体控制系统4气体供应装置40抽真空装置41气体循环净化装置42光纤激光器5连续激光种子源51脉冲激光种子源52光纤耦合器53光纤放大器54扫描振镜7激光控制模块9如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。以下所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，所述模块或电路的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请参阅图1所示，为本技术实施例的基于连续脉冲激光的3D打印装置1000。所述基于连续脉冲激光的3D打印装置1000包括，成型工作室1、成型工作台2、铺粉装置3、气体控制系统4、光纤激光器5、扫描振镜7、激光控制模块9。其中所述成型工作室1为封闭密封腔，其内为真空或充盈预定浓度的惰性气体。优选地，所述成型工作室1内的氧气浓度＜100ppm，以避免对金属粉末或成型件的氧化损害。所述成型工作室1大致呈方形，可以理解的是，所述成型工作室1的形状也可以是其他任意适宜的形状，例如圆形等。所述成型工作台2设置于所述成型工作室1内，所述成型工作台2包括成形缸21及设置在所述成形缸21上的工作平台22。所述成形缸21用于在垂直于所述工作平台22的方向推送所述工作平台22，以便能形成多层打印结构。所述工作平台22大致水平设置。所述成形缸21包括成形缸基台210及设置在所述成形缸基台210及所述工作平台22之间的成形升降杆212。在一些实施例中，所述成形缸基台210可为方形或圆形不锈钢板，所述成形缸升降杆212可为活塞。所述成形缸基台210能在所述成形缸升降杆212的驱动下沿大致垂直于所述工作平台22的方向移动。所述铺粉装置3用于在所述工作平台22上铺设预定厚度的粉末。在图所示的实施例中，所述铺粉装置3设置在所述成型工作室1内，包括铺粉缸31及铺粉件32。所述铺粉缸31用于将所述粉末推送至与所述工作平台大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于连续脉冲激光的3D打印装置，其特征在于，所述基于连续脉冲激光的3D打印装置包括：成型工作台，设置在成型工作室内；铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；光纤激光器，所述光纤激光器包括依次设置的连续激光种子源和脉冲激光种子源、光纤耦合器及光纤放大器，所述连续激光种子源和脉冲激光种子源输出的光束经过光纤耦合器及光纤放大器后输出连续激光或脉冲激光；激光控制模块，所述激光控制模块与所述光纤激光器连接，用于控制所述光纤激光器输出连续激光或脉冲激光；扫描振镜，所述扫描振镜用于将所述光纤激光器输出的连续激光或脉冲激光通过扫描振镜聚焦在铺设粉末的成型工作台，其中：所述连续激光用于对所述铺设粉末的成型工作台扫描成型，所述脉冲激光用于对打印成形件边缘进行精密加工。

【技术特征摘要】
1.一种基于连续脉冲激光的3D打印装置，其特征在于，所述基于连续脉冲激光的3D打印装置包括：成型工作台，设置在成型工作室内；铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；光纤激光器，所述光纤激光器包括依次设置的连续激光种子源和脉冲激光种子源、光纤耦合器及光纤放大器，所述连续激光种子源和脉冲激光种子源输出的光束经过光纤耦合器及光纤放大器后输出连续激光或脉冲激光；激光控制模块，所述激光控制模块与所述光纤激光器连接，用于控制所述光纤激光器输出连续激光或脉冲激光；扫描振镜，所述扫描振镜用于将所述光纤激光器输出的连续激光或脉冲激光通过扫描振镜聚焦在铺设粉末的成型工作台，其中：所述连续激光用于对所述铺设粉末的成型工作台扫描成型，所述脉冲激光用于对打印成形件边缘进行精密加工。2.如权利要求1所述的基于连续脉冲激光的3D打印装置，其特征在于，所述扫描振镜的扫描速度为0～10000mm/s，扫描间距为40μm-70μm。3.如权利要求1所述的基于连续脉冲激光的3D打印装置，其特征在于，所述连续激光的波长为1.06μm，光斑尺寸为30μm-200μm、功率为40W-2000W；及/或所述脉冲激光的脉冲宽度为200ps～0.4ps，光斑尺寸为30μm-100μm，脉冲峰值功率大于100KW。4.如权利要求1所述的基于连续脉冲激光的3D打印装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建业，戚文军，朱昊威，徐卡里，胡高峰，牛留辉，高文华，李水生，曹星童，
申请(专利权)人：广东汉邦激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44