一种去除增材制造成型件支撑的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种去除增材制造成型件支撑的装置，包括顺次设置的超快激光器、光束传输元件、振镜和场镜；所述超快激光器产生并发出激光光束；所述激光光束经过光束传输元件后进入振镜，所述光束传输元件用于对接收到的激光光束的聚焦光斑进行尺寸及焦距的改变；所述振镜实时控制激光光束的扫描轨迹；所述场镜接收振镜出来的激光光束，并进行必要的收缩实现激光在加工面的聚焦，对有支撑的加工面进行支撑去除。本实用新型专利技术能够去除3D打印零件表面的支撑，最大程度的保证零件表面的完整性，结构不造成破坏，从而更大程度的发挥零件的功能性。能性。能性。

【技术实现步骤摘要】
一种去除增材制造成型件支撑的装置


[0001]本技术属于材料加工
，具体涉及一种去除增材制造成型件支撑的装置。

技术介绍

[0002]在增材制造过程中，支撑是保证SLM零件顺利成型的必要条件，但是，在增材制造完成后，支撑失去其功能性，为保证零件的表面质量和功能性，需要进行去支撑处理。目前，主流的去支撑方法包括：
[0003](1)通过起子、锤子或打磨头等工具对零件表面的支撑进行去除，该方法因人为因素(能力、经验、疲劳程度等)占比较大，去支撑后表面质量参差不齐；
[0004](2)在零件支撑设计时，在保证零件顺利增材制造的情况下，通过优化支撑的结构、类型、稀疏比、角度等参数，或者针对某类结构设计特殊的支撑结构，以便于增材制造后零件的去支撑处理；
[0005](3)在不影响零件功能性的情况下，优化待打印零件的结构，或者优化零件的打印角度和位置，以使零件支撑设计时，尽量少支撑或者无支撑；
[0006]对于有支撑的零件区域，预留加工余量通过机械加工，如：车、铣、磨等方式进行加工以去除支撑，虽能保证零件表面质量，但是对刀工序繁杂，且对于特殊结构因刀具干涉问题无法加工。
[0007]现有技术中去支撑的工序一般如下：待打印零件的结构、位置、角度等优化
→
支撑本身的参数优化
→
增材制造后零件的机械/人工处理。因此，最终都需要通过机械或人工的方式对零件有支撑面的区域进行处理。这种处理方式存在的缺陷包括：1.对于有支撑的零件表面，在去支撑过程中因人为因素会造成一定破坏，导致零件的使用寿命和功能性受到影响；2.对于一些特殊结构的零件表面支撑，如：直径φ＜3mm，深径比大于15的孔类结构、内凹型腔体类结构；宽度＜1mm的零件凹槽内的支撑，因干涉原因无法对支撑进行有效去除。

技术实现思路

[0008]针对上述问题，本技术提出一种去除增材制造成型件支撑的装置，能够去除3D打印零件表面的支撑，最大程度的保证零件表面的完整性，结构不造成破坏，从而更大程度的发挥零件的功能性。
[0009]为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本技术通过以下技术方案实现：
[0010]一种去除增材制造成型件支撑的装置，包括顺次设置的超快激光器、光束传输元件、振镜和场镜；
[0011]所述超快激光器产生并发出激光光束；
[0012]所述激光光束经过光束传输元件后进入振镜，所述光束传输元件用于对接收到的激光光束的聚焦光斑进行尺寸及焦距的改变；
[0013]所述振镜实时控制激光光束的扫描轨迹；
[0014]所述场镜接收振镜出来的激光光束，并进行必要的收缩实现激光在加工面的聚焦，对有支撑的加工面进行支撑去除；
[0015]所述光束传输元件包括顺次设置的扩束镜模组和反射镜模组，所述激光光束依次经过扩束镜模组和反射镜模组；
[0016]所述扩束镜模组包括两片相对设置的有曲率的透镜，两片透镜均用于安装在丝杠上，两片透镜之间的距离由电机实时控制二者在丝杆上的位移来改变，以改变扩束镜模组输出的激光光束直径；
[0017]所述反射镜模组包括相对设置的反射镜，各反射镜的横截面均呈折线型，包括相连的第一段和第二段，所述第一段和第二段之间的夹角为钝角。
[0018]可选地，所述反射镜模组用于调整激光传输的位置、角度和方向，使得激光光束与振镜的入射口同轴，其表面镀有反射膜，所述反射膜用于杂波的吸收和去除。
[0019]可选地，所述场镜实时控制激光光束的焦点位置与场镜底面的距离，依据零件的表面特征，使得焦点位置始终在支撑与零件表面的结合界面处。
[0020]可选地，所述超快激光器产生并发出激光光束为皮秒级激光或飞秒级激光。
[0021]可选地，激光波段包括355nm、515nm、532nm、1064nm，对应的脉宽范围在400fs～700ps之间，对应的频率范围在50kHz～200kHz之间。
[0022]可选地，激光光束的质量在1.05～1.3之间。
[0023]与现有技术相比，本技术的有益效果：
[0024]本技术提出一种去除增材制造成型件支撑的装置，能够实现去除3D打印零件表面的支撑的同时，最大程度的保证零件表面的完整性，结构不造成破坏，从而更大程度的发挥零件的功能性。
附图说明
[0025]为了使本技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明，其中：
[0026]图1为本技术一种实施例的去除增材制造成型件支撑的装置的整体结构；
[0027]其中：1
‑
超快激光器，2
‑
扩束镜模组，201
‑
透镜，3
‑
反射镜模组，301
‑
反射镜，4
‑
振镜，5
‑
场镜。
具体实施方式
[0028]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术的保护范围。
[0029]下面结合附图对本技术的应用原理作详细的描述。
[0030]实施例1
[0031]本技术提供了一种去除增材制造成型件支撑的装置，如图1所示，包括顺次设置的超快激光器1、光束传输元件、振镜4和场镜5；
[0032]所述超快激光器1产生并发出激光光束；
[0033]所述激光光束经过光束传输元件后进入振镜4，所述光束传输元件用于对接收到的激光光束进行聚焦光斑尺寸及焦距的改变；
[0034]所述振镜4实时控制激光光束的扫描轨迹，在实际应用过程中，所述振镜4被连接至控制器，基于控制器的输出信号控制激光光束的扫描轨迹；
[0035]所述场镜5接收振镜4出来的激光光束，并进行必要的收缩实现激光在加工面的聚焦，对有支撑的加工面进行支撑去除。
[0036]综上可见，本技术的去除增材制造成型件支撑的装置，能够实现去除3D打印零件表面的支撑的同时，最大程度的保证零件表面的完整性，结构不造成破坏，从而更大程度的发挥零件的功能性。
[0037]在本技术实施例的一种具体实施方式中，如图1所示，所述光束传输元件包括顺次设置的扩束镜模组2和反射镜模组3，所述激光光束依次经过扩束镜模组2和反射镜模组3，二者配合实现改变接收到的激光光束的聚焦光斑的尺寸及焦距。
[0038]其中，所述扩束镜模组2包括两片相对设置的有曲率的透镜201，二者均用于安装在丝杠上，两片透镜201之间的距离由电机实时控制二者在丝杆上的位移来改变，用于改变扩束镜模组2输出的光束直径；
[0039]所述反射镜模组3用于调整激光传输的位置、角度和方向，使得激光光束与振镜4的入射口同轴，其表面镀有反射膜(图中未示出)，所述反射膜用于杂波的吸收本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种去除增材制造成型件支撑的装置，其特征在于，包括顺次设置的超快激光器、光束传输元件、振镜和场镜；所述超快激光器产生并发出激光光束；所述激光光束经过光束传输元件后进入振镜，所述光束传输元件用于对接收到的激光光束的聚焦光斑进行尺寸及焦距的改变；所述振镜实时控制激光光束的扫描轨迹；所述场镜接收振镜出来的激光光束，并进行必要的收缩实现激光在加工面的聚焦，对有支撑的加工面进行支撑去除；其中，所述光束传输元件包括顺次设置的扩束镜模组和反射镜模组，所述激光光束依次经过扩束镜模组和反射镜模组；所述扩束镜模组包括两片相对设置的有曲率的透镜，两片透镜均用于安装在丝杠上，两片透镜之间的距离由电机实时控制二者在丝杆上的位移来改变，以改变扩束镜模组输出的激光光束直径；所述反射镜模组包括相对设置的反射镜，各反射镜的横截面均呈折线型，包括相连的第一段和第二段，所述第一段和第二段之间的夹角为钝角。2.根据权利要求1所述的一种去除增材制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，姚俊，杨建明，
申请(专利权)人：常州智与光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：