【技术实现步骤摘要】
在线同轴闭环控制激光选区熔融/烧结打印机及打印方法
本专利技术属于增材制造
，具体而言，涉及一种基于烧结温度的在线同轴闭环控制的激光选区熔融/烧结打印机及打印方法。
技术介绍
激光选区熔融/烧结增材制造，可以实现高分子材料、金属材料等的层层堆叠增材制造，可以制备各类传统方法无法实现的复杂结构成型加工。但是，激光选区熔融/烧结技术对材料、设备的工艺参数有高度依赖，从而造成制件成功率较低。为了提高打印成功率，往往要耗费大量的人力、物力摸索合适的工艺参数。而且随着材料批次的不同，激光稳定性的变化都会带来最优工艺参数改变，容易造成制件性能的变化。熔融/烧结的原理，实际上就是合适的激光能量密度作用在材料表面，材料温度上升并熔化烧结。材料参数、激光参数的改变，最终改变的是作用于材料表面的能量密度或材料对激光的吸收效率，从而影响了材料加工温度，带来制件微观组织成份与形貌的改变，造成制件性能波动。目前主流的激光选区熔融/烧结设备均不具备在线加工温度监控能力，打印工艺参数凭大量工艺试验和基础工艺数据，整体加工工艺参数设置存在盲目性，制件...
【技术保护点】
1.一种基于烧结温度在线同轴闭环控制的激光选区熔融/烧结打印机，包括：/n设置在光路上的第一二向色镜(4)，用于反射从待打印粉末处返回的特定波长的光束；/n扫描振镜(7)和光束聚焦装置，均设置在光路上，用于扫描和聚焦光束；以及/n打印床(9)，其与所述扫描振镜(7)相对设置，以使得激光到达位于其上的待打印粉末；/n其中，所述第一二向色镜(4)的一端依次连接有滤波片(5)和高速测温计(6)，经所述第一二向色镜(4)反射回来的光束部分被滤波片(5)滤掉，而通过的特定波长光束到达所述高速测温计(6)，将测定的待打印粉末熔池的温度信息反馈给高速温度控制器，进而调控激光器(1)的激光能量输出大小。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于烧结温度在线同轴闭环控制的激光选区熔融/烧结打印机，包括：
设置在光路上的第一二向色镜(4)，用于反射从待打印粉末处返回的特定波长的光束；
扫描振镜(7)和光束聚焦装置，均设置在光路上，用于扫描和聚焦光束；以及
打印床(9)，其与所述扫描振镜(7)相对设置，以使得激光到达位于其上的待打印粉末；
其中，所述第一二向色镜(4)的一端依次连接有滤波片(5)和高速测温计(6)，经所述第一二向色镜(4)反射回来的光束部分被滤波片(5)滤掉，而通过的特定波长光束到达所述高速测温计(6)，将测定的待打印粉末熔池的温度信息反馈给高速温度控制器，进而调控激光器(1)的激光能量输出大小。
2.根据权利要求1所述的激光选区熔融/烧结打印机，其特征在于，所述光束聚焦装置为设置在所述扫描振镜(7)下端的场镜(8)，用于对入射到打印床(9)之前的光束进行聚焦。
3.根据权利要求1所述的激光选区熔融/烧结打印机，其特征在于，
所述光束聚焦装置为设置在所述激光器和第一二向色镜(4)之间的动态聚焦镜(21)和透镜(31)，用于对入射到打印床(9)之前的光束进行聚焦。
4.根据权利要求1或2所述的激光选区熔融/烧结打印机，其特征在于，还包括设置在光路上的第二二向色镜(2)，所述第二二向色镜(2)上连接有CCD成像测温装置(3)。
优选地，所述第二二向色镜(2)设置在激光器(1)和第一二向色镜(4)之间。
更优选地，所述CCD成像测温装置(3)的帧频为1000fps。
优选地，所述第二二向色镜(2)与所述第一二向色镜(4)的镀膜不同。
5.根据权利要求1所述的激光选区熔融/烧结打印机，其特征在于，所述激光器(1)为连续波光纤激光器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光选区熔融/烧结打印机，其特征在于，所述高速测温计(6)为双波长测温计或多波长测温计。
优选地，波长范围为900～1100nm，波长计响应时间控制在微秒级。
优选地，波长计响应时间为50μs。
优选地，所述高速温度控制器响应周期和采样周期为微秒级。
更优选地，所述高速温度控制器的响应周期和采样周期为200μs。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的激光选区熔...
【专利技术属性】
技术研发人员：林紫雄，林文雄，黄见洪，吴鸿春，张志，陈金明，翁文，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35
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