基于多束激光的3D打印装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于多束激光的3D打印装置，属于增材制造技术领域。基于多束激光的3D打印装置包括浆料输出头、激光发生器以及基板。浆料输出头与光固化区域对应设置，以使浆料输出头输出在基板上的浆料置于光固化区域内。本实用新型专利技术提供的基于多束激光的3D打印装置通过形成多条能够围合出一闭合区域的激光线来对输出到该闭合区域内的光固化材料进行固化，无需进行对焦操作，有效的降低了操作的难度。作的难度。作的难度。

【技术实现步骤摘要】
基于多束激光的3D打印装置


[0001]本技术涉及光固化增材制造
，尤其涉及一种基于多束激光的3D打印装置。

技术介绍

[0002]3D打印(3D printing，又称增材制造、积层制造)是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，是制造业有代表性的颠覆性技术。
[0003]现有技术中，3D打印使用较为普遍的是的SLA(Stereo lithography Appearance，SLA)光固化技术。SLA光固化技术的工作原理是利用单束激光作为曝光光源对光敏树脂进行固化，其设备包括设置在升降工作台上的单束激光源以及开放的容纳槽。采用的原材料包括光敏树脂，在加工过程中，将液态光敏树脂置入树脂槽中，通过升降工作台带动单束激光源下降至液面下一个截面层厚的高度，利用聚焦后的激光束在计算机控制下沿液面进行扫描，被扫描的区域树脂固化，后续再次下降升降工作台，再次扫描，如此重复，加工成型产品。
[0004]但是，采用SLA原理的3D打印装置，是通过单束激光作为点光源对光敏树脂进行固化，在操作时，就需要对单束激光的照射焦点进行准确对焦，这就导致使用这种3D打印装置进行3D打印的操作难度很高，且打印精度偏低。

技术实现思路

[0005]本技术提供一种基于多束激光的3D打印装置，所述基于多束激光的3D打印装置，可有效地解决上述或者其他潜在技术问题。
[0006]本技术的第一个方面是提供一种基于多束激光的3D打印装置，包括浆料输出头、激光发生器以及基板。所述浆料输出头用于将光固化材料输出至所述基板上。所述基板用于承接输出的光固化浆料。所述激光发生器用于发射呈线状发布的多条线激光，并且多条所述线激光在所述基板上围合成闭合的光固化区域。其中，所述浆料输出头与所述光固化区域对应设置，以使所述浆料输出头输出在所述基板上的浆料置于所述光固化区域内。
[0007]在根据第一方面的可选的实施例中，所述激光发生器包括两个十字激光器，两个所述十字激光器相对设置，两个所述十字激光器发射的线激光围合成矩形的光固化区域。需要说明，采用两个十字激光器将围合成矩形的光固化区域，采用的激光发生器数量较少，节约成本，同时可实现围合成闭合的光固化区域。
[0008]在根据第一方面的可选的实施例中，所述激光发生器包括三个一字激光器，三个所述一字激光器发射的线激光围合成三角形的光固化区域；和/或，所述激光发生器包括一个十字激光器和一个一字激光器，所述十字激光器和所述一字激光器发射的线激光围合成三角形的光固化区域。需要说明的，通过设置三个一字激光器，可根据需求对三个一字激光
器进行调整，调整为适宜的三角形形状。还需要说明的，采用此种方式围合成的三角形的光固化区域，结构简单，采用的激光发生器较少，且构成的闭合的光固化区域的光线条数也较少，可有效地节约光线以及激光发生器。
[0009]在根据第一方面的可选的实施例中，三个所述一字激光器设置在一个平面上，所述平面与所述基板平行；三个所述一字激光器以所述浆料输出头为轴心彼此成夹角设置，所述夹角为120
°
；三个所述一字激光器等间距设置。需要说明的，通过上述的方式的调整，使得三个所述一字激光器构成的三角形光固化区域为等边三角形，在使用光线条数最少的情况下，形成的区域更加贴合于浆料的边缘。
[0010]在根据第一方面的可选的实施例中，所述基于多束激光的3D打印装置还包括浆料筒，所述浆料筒用于存储光固化浆料，所述浆料输出头与所述浆料筒连通设置，三个所述一字激光器可转动地连接于所述浆料筒外侧壁。需要说明的，设置浆料筒便于实现存储光固化浆料，可有效地避免浆料长时间置于自然光情况下所出现的异常固化的现象，有效地保证光固化浆料的稳定性，同时保证了加工精度。且所述浆料输出头与所述浆料筒连通设置，便于实现将浆料筒内的浆料输出至浆料输出头，通过浆料输出头实现出料。需要说明的，将三个一字激光器可转动地安装在料将筒上之后，可通过转动一字激光器，改变线激光与基板的夹角，进而调整围合的闭合区域的面积的大小。
[0011]在根据第一方面的可选的实施例中，所述浆料筒外侧壁设置有三个连接杆以及三个连接轴，所述连接杆上设有两个连接孔，所述连接孔的轴心线与所述基板平行，所述连接轴贯穿所述连接孔以及所述一字激光器，以使所述一字激光器可绕所述连接轴转动。需要说明的，采用轴销连接实现一字激光器的可转动连接，且该方式结构简单，便于实现安装与后续的维修。
[0012]在根据第一方面的可选的实施例中，所述浆料筒内设置有推料件，所述推料件用于将所述浆料筒内的光固化浆料推送至所述浆料输出头处；和/或，所述浆料筒采用不透光材料制成。需要说明的，设置推料件便于实现将浆料筒内的光固化浆料推送至所述浆料输出头处。将所述浆料筒采用不透光材料制成，可有效地避光自然光照射到浆料筒内的浆料，使其发生异常固化或者引起变质。采用不透光材料制成，可有效地遮挡自然光中的紫外线。
[0013]在根据第一方面的可选的实施例中，所述推料件包括直线推杆以及活塞板，所述直线推杆与所述活塞板传动连接，以使所述活塞板沿所述浆料筒的筒深方向滑动；和/或，所述浆料筒外侧壁包覆有黑色涂料。需要说明的，在实施过程中，通过直线推杆推动活塞杆沿着所述浆料筒的筒深方向滑动，实现将浆料筒内的光固化浆料推出至浆料输出头并输出，进而实现出料。采用在浆料筒的外侧壁涂黑色涂料的方式，该方式操作简单，便于实现遮挡自然光。
[0014]在根据第一方面的可选的实施例中，所述浆料输出头设置为锥形管状结构；和/或，所述浆料输出头设置有用于控制出料的开关阀门。需要说明的，将浆料输出头设置为锥形管状结构，便于浆料更加顺畅地输出，避免浆料挂在浆料输出头的管内壁上。设置开关阀门便于实现对浆料输出头是否输出浆料进行控制，便于实现开启或者关闭输出浆料。
[0015]在根据第一方面的可选的实施例中，所述基板的材料为铝板、铁板或ABS塑料板；和/或，所述浆料输出头采用黑色软质橡胶材料制成。需要说明的，基板需要具备平整的工作台面，便于在完成加工后实现脱离。且将所述基板设置铝板、铁板或ABS塑料板，可避免其
与线激光或者光固化浆料发生反应。可避免自然光透光射浆料输出头照射到浆料输出头内部的光固化浆料，引起浆料固化，造成浆料输出头封堵的现象。同时，将浆料输出头采用软质橡胶材料制成，可有效地避免打印过程中避免划伤工件。
[0016]本公开实施例提供的基于多束激光的3D打印装置，包括浆料输出头、激光发生器以及基板。所述激光发生器用于发射呈线状发布的多条线激光，并且多条所述线激光在所述基板上围合成闭合的光固化区域。所述浆料输出头与所述光固化区域对应设置，以使所述浆料输出头输出在所述基板上的浆料置于所述光固化区域内。在打印过程中，打印精度取决于浆料输出头的运行精度，在浆料输出头运行过程中，激光发生器随之运行。由于输出的光固化浆料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多束激光的3D打印装置，其特征在于，包括浆料输出头、激光发生器以及基板；所述浆料输出头用于将光固化材料输出至所述基板上；所述基板用于承接输出的光固化浆料；所述激光发生器用于发射呈线状发布的多条线激光，并且多条所述线激光在所述基板上围合成闭合的光固化区域；其中，所述浆料输出头与所述光固化区域对应设置，以使所述浆料输出头输出在所述基板上的浆料置于所述光固化区域内。2.根据权利要求1所述的基于多束激光的3D打印装置，其特征在于，所述激光发生器包括两个十字激光器，两个所述十字激光器相对设置，两个所述十字激光器发射的线激光围合成矩形的光固化区域。3.根据权利要求1所述的基于多束激光的3D打印装置，其特征在于，所述激光发生器包括三个一字激光器，三个所述一字激光器发射的线激光围合成三角形的光固化区域；和/或，所述激光发生器包括一个十字激光器和一个一字激光器，所述十字激光器和所述一字激光器发射的线激光围合成三角形的光固化区域。4.根据权利要求3所述的基于多束激光的3D打印装置，其特征在于，三个所述一字激光器设置在一个平面上，所述平面与所述基板平行；三个所述一字激光器以所述浆料输出头为轴心彼此成夹角设置，所述夹角为120
°
；三个所述一字激光器等间距设置。5.根据权利要求4所述的基于多束激光的3D打印装置，其特征在于，所述基于多束...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪泽，胡楚雄，付宏，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：