多波长光路耦合系统及3D打印设备技术方案

多波长光路耦合系统及3D打印设备，涉及到3D打印技术领域，其中，多波长光路耦合系统，包括底板，所述底板上设有脉冲紫外激光器、半导体激光器、第一耦合器、第二耦合器、扩束镜和振镜；通过对不同波长的激光进行耦合，从而满足不同种折射率下陶瓷浆料的固化，能够有效的降低折射率对陶瓷浆料固化率的影响，满足不同种类陶瓷浆料的3D打印需求；并且在3D设备中设置本方案提及的多波长光路耦合系统，可将多种光束耦合扫描，可依需求进行单独打印成型和混合打印成型，有利于光固化陶瓷零件的大规模生产和力学性能的提升。和力学性能的提升。和力学性能的提升。

【技术实现步骤摘要】
多波长光路耦合系统及3D打印设备


[0001]本技术涉及到3D打印
，具体为多波长光路耦合系统及拥有该耦合系统的3D打印设备。

技术介绍

[0002]3D打印技术是依据CAD三维建模、通过材料的逐层叠加堆积直接获得实体部件的技术，也称增材制造技术。与传统制造技术相比，增材制造技术的制造速度更快，并可直接制造出任意复杂形状的部件，是非常有应用前景并符合未来技术发展趋势的制造技术。自增材制造被纳入“十三五”规划上升到国家战略层面以来，增材制造产业发展迅猛。
[0003]作为增材制造技术的研究方向之一，陶瓷3D打印技术由于结合了陶瓷材料的高硬度、耐高温、耐磨、良好的电化学性能和3D打印技术的高精度、高柔性、短生产周期等特点，近年来备受市场青睐，广泛应用于航空航天、生物医疗、化工催化和机械电子领域。陶瓷3D打印使用的陶瓷浆料为陶瓷颗粒和光敏树脂混合物，二者物理化学性质差异较大，陶瓷浆料中陶瓷颗粒的折射率与光敏树脂体系的折射率不同，不同种类陶瓷颗粒间折射率也存在差异，相比于纯光敏树脂体系，陶瓷浆料的光固化原理较为复杂。
[0004]目前陶瓷3D打印使用单一波长的紫外激光光可以实现氧化铝、氧化锆、二氧化硅等与光敏树脂折射率差异较小的陶瓷浆料的打印，但折射率高的陶瓷材料或其组合无法固化成型，严重限制了陶瓷3D打印技术的发展。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本技术提出了一种新的技术方案，通过对不同波长的激光进行耦合，来满足对不同折射率的陶瓷浆料的打印需求。
[0006]本技术提出的技术方案如下：
[0007]多波长光路耦合系统，包括底板，所述底板上设有脉冲紫外激光器、半导体激光器、第一耦合器、第二耦合器、扩束镜和振镜；
[0008]所述第一耦合器与所述脉冲紫外激光器连接，所述第一耦合器与所述第二耦合器通过多模光纤A连接；所述脉冲紫外激光器发出的紫外激光束由所述第一耦合器耦合至多模光纤A并传导至所述第二耦合器中；
[0009]所述半导体激光器与所述第二耦合器通过多模光纤B连接,所述半导体激光器发射的半导体激光束由多模光纤B传导至第二光束耦合器中；
[0010]所述扩束镜设在所述第二耦合器与所述振镜之间，所述第二耦合器通过多模光纤C与所述扩束镜连接；
[0011]所述紫外激光束和所述半导体激光束经第二耦合器耦合成一束激光经多模光纤C输出至扩束镜后传输至振镜。
[0012]进一步的，所述脉冲紫外激光器为355nm波长的脉冲紫外激光器。
[0013]进一步的，所述半导体激光器有多个且每个所述半导体激光器的波长不同；每个
所述半导体激光器通过与其一一对应的多模光纤B与第二耦合器连接。
[0014]进一步的，所述半导体激光器包括365nm、375nm、385nm、395nm、405nm半导体激光器中的至少两种。
[0015]采用本技术方案所得到的有益效果为：
[0016]通过对不同波长的激光进行耦合，从而满足不同种折射率下陶瓷浆料的固化，能够有效的降低折射率对陶瓷浆料固化率的影响，满足不同种类陶瓷浆料的3D打印需求。
[0017]同时本技术还提出了一种3D打印设备，所述3D打印设备包括架体，所述架体的顶部设置有如上所述的多波长光路耦合系统；所述架体上且位于所述多波长光路耦合系统的下方还设置有打印平台，所述打印平台上设置有刮刀组件。
[0018]进一步的，所述打印平台位于所述振镜的正下方，且所述振镜与所述打印平台之间设置有场镜。
[0019]进一步的，所述刮刀组件包括刀架和设在所述刀架上的刮刀块，所述刀架可移动的设在所述打印平台上，所述刀架的移动使得所述刮刀块同步移动以对打印平台上的浆料进行平铺。
[0020]进一步的，所述打印平台上还平行间隔设置有两个阻流条，所述刮刀块位于两个所述阻流条之间且沿着所述阻流条的长度方向来回移动。
[0021]进一步的，所述刮刀块可上下移动的设在所述刀架上。
[0022]进一步的，所述刮刀块通过微调平台与所述刀架连接，所述微调平台可上下移动的设在所述刀架上。
[0023]采用本技术方案所达到的有益效果为：
[0024]本技术提及的3D打印设备中，多种不同波长的激光束共用一套光路系统，完全省去因材料更换需进行光路系统更换和调试的时间，并且可将多种光束耦合扫描，可依需求进行单独打印成型和混合打印成型，有利于光固化陶瓷零件的大规模生产和力学性能的提升。
附图说明
[0025]图1为本方案中的多波长光路耦合系统中各部件的平面布置结构图。
[0026]图2为3D打印设备的立体结构图。
[0027]图3为刮刀组件的立体图结构图。
[0028]图4为图3中的局部放大图。
[0029]其中：10脉冲紫外激光器、20第一耦合器、30半导体激光器、40第二耦合器、50扩束镜、60振镜、100底板、200架体、300打印平台、310刮刀组件、311刀架、312刮刀块、313驱动件、314滑轨、315阻流条、316微调平台、400供料系统。
具体实施方式
[0030]以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。
[0031]本实施例提供了一种多波长光路耦合系统，参见图1，该系统的组成包括底板100，所述底板100为整个耦合系统土工适应的支撑力；所述底板100上设有脉冲紫外激光器10、
半导体激光器30、第一耦合器20、第二耦合器40、扩束镜50和振镜60，利用对电子元件的结构布置以实现对不同波长激光的耦合。
[0032]具体的，所述第一耦合器20与所述脉冲紫外激光器10连接，所述第一耦合器20与所述第二耦合器40通过多模光纤A连接；所述脉冲紫外激光器10发出的紫外激光束由所述第一耦合器20耦合至多模光纤A并传导至所述第二耦合器40中；利用第一耦合器20对脉冲紫外激光器10发出的紫外激光束做出初步的耦合，使其满足在多模光纤A中传输的条件，以便于能在第二耦合器40顺利的与其他的激光束进行耦合。
[0033]所述半导体激光器30与所述第二耦合器40通过多模光纤B连接,所述半导体激光器30发射的半导体激光束由多模光纤B传导至第二耦合器40中；利用第二耦合器40对所述紫外激光束和所述半导体激光束进行耦合，使两个不同波长的激光束经过第二耦合器40形成耦合光束后再发出。
[0034]在所述第二耦合器40之后设置有扩束镜50，所述扩束镜50通过多模光纤C与所述第二耦合器40连接；利用扩束镜50来扩大耦合光束半径并减小发散角，从而得到最佳的光束质量和更小的聚焦光斑。
[0035]为了实现对光束扫描路径的控制，在所述扩束镜50之后设置有振镜60，所述紫外激光束和所述半导体激光束经第二耦合器40耦合成一束耦合光束经多模光纤C输出至扩束镜50后传输至振镜60。
[0036]利用耦合器通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多波长光路耦合系统，包括底板(100)，其特征在于，所述底板(100)上设有脉冲紫外激光器(10)、半导体激光器(30)、第一耦合器(20)、第二耦合器(40)、扩束镜(50)和振镜(60)；所述第一耦合器(20)与所述脉冲紫外激光器(10)连接，所述第一耦合器(20)与所述第二耦合器(40)通过多模光纤A连接；所述脉冲紫外激光器(10)发出的紫外激光束由所述第一耦合器(20)耦合至多模光纤A并传导至所述第二耦合器(40)中；所述半导体激光器(30)与所述第二耦合器(40)通过多模光纤B连接,所述半导体激光器(30)发射的半导体激光束由多模光纤B传导至第二光束耦合器中；所述扩束镜(50)设在所述第二耦合器(40)与所述振镜(60)之间，所述第二耦合器(40)通过多模光纤C与所述扩束镜(50)连接；所述紫外激光束和所述半导体激光束经第二耦合器(40)耦合成一束耦合光束经多模光纤C输出至扩束镜(50)后传输至振镜(60)。2.根据权利要求1所述的多波长光路耦合系统，其特征在于，所述脉冲紫外激光器(10)为355nm波长的脉冲紫外激光器(10)。3.根据权利要求1所述的多波长光路耦合系统，其特征在于，所述半导体激光器(30)有多个且每个所述半导体激光器(30)的波长不同；每个所述半导体激光器(30)通过与其一一对应的多模光纤B与第二耦合器(40)连接。4.根据权利要求3所述的多波长光路耦合系统，其特征在于，所述半导体激光器(30)包括365nm、375nm、385nm、395nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志祥，李洋，孙智龙，谢飞，王志勇，谢密，
申请(专利权)人：武汉因泰莱激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：