光学系统及3D打印设备技术方案

本申请公开一种光学系统及3D打印设备，3D打印设备包括至少两个成型工位，光学系统包括能量辐射装置、振镜机构、以及至少两个反射镜。振镜机构包括至少一振镜，位于能量辐射装置的投影方向上，用以接收能量辐射装置投影出的画面，并在至少一振镜的摆动过程中将画面反射至不同光路中。至少两个反射镜分别位于振镜机构反射出的不同光路中，用以接收振镜机构反射的画面并反射至对应的成型工位。至少两个成型工位的设置位置不在能量辐射装置的投影方向上，投影画面通过振镜机构和至少两个反射镜被反射至至少两个成型工位上，从而利用振镜和反射镜将能量辐射装置的投影面反射至不同成型工位上，可将能量辐射装置分时复用以提高打印幅面面积。面面积。面面积。

【技术实现步骤摘要】
光学系统及3D打印设备


[0001]本申请涉及增材制造
，尤其涉及一种光学系统及3D打印设备。

技术介绍

[0002]在光固化3D打印领域中，通常面曝光成型的打印设备相对于点扫描成型的打印设备而言成型面较小，这与面曝光成型的打印设备中是通过光学系统的幅面投影在成型面上以使光固化材料成型有关。在相同的曝光功率下，当成型面越大则成型面的单位面积上接收到的光强就越小，由于光固化材料的成型需要足够的光强，因此如何在提升面曝光打印设备成型面面积的同时保证打印质量是业内亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请的目的在于提供一种光学系统及3D打印设备。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面公开一种光学系统，用于3D打印设备，所述3D打印设备包括至少两个成型工位，所述光学系统包括：能量辐射装置，用以投影具有亮度的画面；振镜机构，包括至少一振镜，位于所述能量辐射装置的投影方向上，用以接收所述能量辐射装置投影出的画面，并在所述至少一振镜的摆动过程中将所述画面反射至不同光路中；至少两个反射镜，分别位于所述振镜机构反射出的不同光路中，用以接收所述振镜机构反射的画面并反射至对应的成型工位；其中，所述至少两个成型工位的设置位置不在所述能量辐射装置的投影方向上，所述能量辐射装置投影的画面通过所述振镜机构和至少两个反射镜被反射至所述至少两个成型工位上。
[0005]在本申请第一方面的某些实施方式中，所述振镜机构包括至少一振镜，各所述振镜均分别具有两个摆动位置。
[0006]在本申请第一方面的某些实施方式中，所述振镜机构包括：第一振镜，位于所述能量辐射装置的投影方向上，用以接收所述能量辐射装置投影出的画面，并在摆动过程中将所述画面反射至第一光路或第二光路中；所述反射镜包括：第一反射镜，位于所述第一光路中，用以接收所述第一振镜反射的画面并反射至对应的成型工位；第二反射镜，位于所述第二光路中，用以接收所述第一振镜反射的画面并反射至对应的成型工位。
[0007]在本申请第一方面的某些实施方式中，所述第一振镜可在水平方向上旋转，所述第一反射镜和第二反射镜分别设置于第一振镜在水平方向上的两侧。
[0008]在本申请第一方面的某些实施方式中，所述振镜机构包括：第一振镜，位于所述能量辐射装置的投影方向上，用以接收所述能量辐射装置投影出的画面，并在摆动过程中将所述画面反射至第一光路或第二光路中；第二振镜，具有第一摆动位置和第二摆动位置，在第一摆动位置处位于所述第一光路中，并在第二摆动位置处离开所述第一光路，用以在第一摆动位置处接收所述第一振镜反射的画面并反射至对应的成型工位上；第三振镜，具有第一摆动位置和第二摆动位置，在第一摆动位置处位于所述第二光路中，并在第二摆动位
置处离开所述第二光路，用以在第一摆动位置处接收所述第一振镜反射的画面并反射至对应的成型工位上；所述反射镜包括：第一反射镜，设置于所述第一光路中并位于所述第二振镜的后方，用以当第二振镜在第二摆动位置处时接收所述第一振镜反射的画面并反射至对应的成型工位；第二反射镜，设置于所述第二光路中并位于所述第三振镜的后方，用以当第三振镜在第二摆动位置处时接收所述第一振镜反射的画面并反射至对应的成型工位。
[0009]在本申请第一方面的某些实施方式中，所述反射镜位于所对应的成型工位上方或下方。
[0010]在本申请第一方面的某些实施方式中，所述能量辐射装置的安装基准面与水平面的夹角为
±
30
°
。
[0011]本申请的第二方面提供一种3D打印设备，包括：容器，用于盛放待固化材料；本申请第一方面的实施方式中任一所述的光学系统，设置在所述容器顶部或底部一侧的预设位置，用于以面投影的方式向位于所述容器内的打印基准面辐射能量，以固化位于打印基准面的待固化材料得到固化层；承载组件，包括至少两个成型工位，对应所述光学系统的能量辐射方向设置，用于附着并承载所形成的固化层，以便经由所述固化层积累形成3D构件；Z轴驱动机构，与所述承载组件连接，用于驱动所述承载组件在Z轴方向移动；控制装置，与所述光学系统以及所述Z轴驱动机构相连，用于在打印操作下控制所述光学系统和Z轴驱动机构，以在所述承载组件上附着堆积固化层以得到相应的3D构件。
[0012]在本申请第二方面的某些实施方式中，所述成型工位的数量与所述光学系统中反射镜的数量相等。
[0013]在本申请第二方面的某些实施方式中，当所述光学系统中的振镜机构中包括多个振镜时，所述成型工位的数量＝振镜数量
‑
1+反射镜数量。
[0014]在本申请第二方面的某些实施方式中，所述承载组件包括多个构件平台，所述构件平台的数量与所述成型工位的数量相等且一一对应。
[0015]在本申请第二方面的某些实施方式中，所述的容器数量与构件平台的数量相等且一一对应。
[0016]在本申请第二方面的某些实施方式中，相邻的成型工位之间部分重叠。
[0017]综上所述，本申请中利用振镜和反射镜将能量辐射装置的投影面反射至不同成型工位上，可将能量辐射装置分时复用从而提高打印幅面面积的同时控制3D打印设备的成本。并且，多个成型工位可以实现同一次的打印作业中打印多个3D构件，也可以利用多个成型工位构成的大幅面打印一个或多个体积较大的3D构件。另外，光路在水平和竖直两个方向上进行传播，从而可减少打印设备的高度尺寸。
附图说明
[0018]本申请所涉及的技术的具体特征如所附权利要求书所显示。通过参考下文中详细描述的示例性实施方式和附图能够更好地理解本申请所涉及技术的特点和优势。对附图简要说明书如下：
[0019]图1显示为本申请中的3D打印设备在一实施方式中的简易结构示意图；
[0020]图2显示为本申请中光学系统在一实施例中的结构示意图；
[0021]图3a、图3b显示为图2中的光学系统在工作中振镜在不同摆动位置的示意图；
[0022]图4a、图4b显示为本申请中在另一实施例中的光学系统在工作时振镜在不同摆动位置的示意图；
[0023]图5显示为本申请中的成型工位在一实施例中的示意图；
[0024]图6显示为本申请中的成型工位在另一实施例中的示意图；
[0025]图7显示为本申请中的成型工位在又一实施例中的示意图；
[0026]图8显示为本申请中能量辐射装置与的安装基准面与水平面的位置关系在一实施例中的示意图。
具体实施方式
[0027]以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
[0028]在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学系统，其特征在于，用于3D打印设备，所述3D打印设备包括至少两个成型工位，所述光学系统包括：能量辐射装置，用以投影具有亮度的画面；振镜机构，包括至少一振镜，位于所述能量辐射装置的投影方向上，用以接收所述能量辐射装置投影出的画面，并在所述至少一振镜的摆动过程中将所述画面反射至不同光路中；至少两个反射镜，分别位于所述振镜机构反射出的不同光路中，用以接收所述振镜机构反射的画面并反射至对应的成型工位；其中，所述至少两个成型工位的设置位置不在所述能量辐射装置的投影方向上，所述能量辐射装置投影的画面通过所述振镜机构和至少两个反射镜被反射至所述至少两个成型工位上。2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，各所述振镜均分别具有两个摆动位置。3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述振镜机构包括：第一振镜，位于所述能量辐射装置的投影方向上，用以接收所述能量辐射装置投影出的画面，并在摆动过程中将所述画面反射至第一光路或第二光路中；所述反射镜包括：第一反射镜，位于所述第一光路中，用以接收所述第一振镜反射的画面并反射至对应的成型工位；第二反射镜，位于所述第二光路中，用以接收所述第一振镜反射的画面并反射至对应的成型工位。4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述第一振镜可在水平方向上旋转，所述第一反射镜和第二反射镜分别设置于第一振镜在水平方向上的两侧。5.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述振镜机构包括：第一振镜，位于所述能量辐射装置的投影方向上，用以接收所述能量辐射装置投影出的画面，并在摆动过程中将所述画面反射至第一光路或第二光路中；第二振镜，具有第一摆动位置和第二摆动位置，在第一摆动位置处位于所述第一光路中，并在第二摆动位置处离开所述第一光路，用以在第一摆动位置处接收所述第一振镜反射的画面并反射至对应的成型工位上；第三振镜，具有第一摆动位置和第二摆动位置，在第一摆动位置处位于所述第二光路中，并在第二摆动位置处离开所述第二光路，用以在第一摆动位置处接收所述第一振镜反射的画面并反射至对应的成型工位上；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣左超，
申请(专利权)人：上海联泰科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：