一种3D打印系统技术方案

本申请提供了一种3D打印系统，具有：一第一激光器（11），所述第一激光器（11）被设置为根据成形对象（12）的加工路径选择性发射激光束以在粉末床（20）上融化粉末形成所述成形对象（12）的截面层（121）；一第二激光器（13），所述第二激光器（13）被设置为沿着所述截面层（121）的轮廓（122）进行扫描以清除所述轮廓（122）上黏连的粉末颗粒。以实现成形对象（12）当前截面层轮廓处的表面光洁度，提高成形对象（12）的表面质量。质量。质量。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印系统


[0001]本技术涉及增材制造领域，尤其涉及一种3D打印系统。

技术介绍

[0002]3D打印技术在构件成形过程中，通过热源，例如激光，对粉末床上的粉末按照构件刨分截面进行熔融，从而形成构件的一个截面层，通过逐层堆积的方式，形成完整的3D打印构件。
[0003]现有3D打印方式的构件表面由于逐层堆积，导致构件表面存在显著的层阶梯效应，此外，在截面轮廓处，由于激光熔融道次会粘连一部分未完全熔融的粉末颗粒，这些粉末颗粒最终都会粘附在构件表面，导致构件表面非常粗糙，难以满足3D打印构件的直接需求，或者这些粗糙的表面往往需要大量的人工抛磨等后处理，降低3D打印构件的成形交付效率。

技术实现思路

[0004]为了降低3D打印构件表面的粗糙度，提高3D打印构件的表面质量，本技术的其中一方面提供一种3D打印系统，具有：被设置为根据成形对象的加工路径选择性发射激光束以在粉末床上融化粉末形成所述成形对象的截面层的第一激光器；以及被设置为沿着所述截面层的轮廓进行扫描以清除所述轮廓上黏连的粉末颗粒的第二激光器。
[0005]可选地，所述第二激光器发射的激光束作用在粉末床上的工作深度大于等于所述第一激光器发射的激光束作用在粉末床上形成的熔池的深度。
[0006]可选地，第二激光器为脉冲激光器。
[0007]可选地，第二激光器发射的激光为飞秒激光。
[0008]可选地，所述飞秒激光的持续时间为5飞秒—1000皮秒。
[0009]可选地，本技术的3D打印系统具有一基于偏转运动调整激光束移动路径的振镜系统；其中，所述第一激光器与第二激光器共用一振镜系统。
[0010]可选地，本技术的3D打印系统具有一基于聚焦调整激光束光斑大小以使其入射在加工平台上的平场聚焦镜；其中所述第一激光器与第二激光器共用一平场聚焦镜。
[0011]可选地，所述截面层的轮廓具有外轮廓和/或内轮廓。
[0012]可选地，所述第二激光器被设置为沿着所述截面层的轮廓进行扫描以对所述轮廓上黏连的粉末颗粒进行气化。
[0013]其中本技术通过第一激光器根据成形对象的加工路径选择性发射激光束以在粉末床上融化粉末形成成形对象的截面层，通过第二激光器沿着截面层的轮廓进行扫描以清除轮廓上黏连的粉末颗粒，以实现成形对象当前截面层轮廓处的表面光洁度，提高了成形对象也即3D打印构件的表面质量。
[0014]其中本技术通过将第二激光器发射的激光束作用在粉末床上的工作深度设置为大于等于第一激光器发射的激光束作用在粉末床上形成的熔池的深度h，能够保证第
二激光器发射的激光束清理完成的轮廓表面不受下一层熔池的影响，从而可以保留第二激光器发射的激光束清理轮廓的效果。
[0015]其中本技术通过使第一激光器和第二激光器共用一套振镜系统，可以保证不同激光器的加工过程实现精确重复定位。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0017]图1示出的是本技术其中一实施例提供的3D打印系统的机械单元结构示意图；
[0018]图2示出的是本技术其中一实施例提供的3D打印系统的光路单元结构示意图；
[0019]图3(a)示出的是本技术其中一实施例提供的激光束laser1在加工平台上形成成形对象截面层的构建示意图，(b)示出的是本技术其中一实施例提供的激光束laser2对截面层的轮廓进行扫描的示意图；
[0020]图4示出的是本技术其中一实施例提供的一成形对象各截面层展开示意图；
[0021]图5 (a)示出的是本技术另外一实施例提供的激光束laser1在加工平台上形成成形对象截面层的构建示意图，(b)示出的是本技术另外一实施例提供的激光束laser2对截面层的轮廓进行扫描的示意图；
[0022]图6示出的是本技术其中一实施例提供的激光束laser2作用在粉末床上的工作深度示意图；
[0023]图7示出的是本技术其中一实施例提供的在成形过程中熔池的形貌示意图；
[0024]图8示出的是本技术其中一实施例提供的一种激光器的具体结构示意图；
[0025]图9(a) 示出的是本技术其中一实施例提供的血管支架的结构示意图，(b) 示出的是本技术其中一实施例提供的激光束laser2对血管支架的截面层的轮廓进行扫描的示意图。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0027]根据本技术其中一方面提供的3D打印系统，其可以是一种3D打印设备，这里所描述的3D打印设备优选为使用激光束/电子束作为能量源的3D打印类别，例如选择性激光烧结（Selective laser sintering，SLS），选择性激光熔融（Selective laser melting，SLM）等类别。
[0028]基于粉末床的3D打印技术都需要在制造室中预先铺好粉末，通过激光扫描，熔化
材料，让松散的粉末凝固在一起，通过一层一层的扫描再一层一层的铺上粉末，可伸缩的平台下沉，最后在得到由粉末包裹的实体。
[0029]本技术3D打印系统至少由机械单元、光路单元以及计算机控制系统等几个部分构成。在具体的空间布置形态中，光路单元可以被布置在机械单元的上方，也可以根据实际结构设计，在本申请教导的核心专利技术点基础上进行设置。在控制逻辑中，由计算机控制系统实现对机械单元以及光路单元的控制。
[0030]参考图1所示，在一些实施例中，本技术3D打印系统的机械单元至少由建造室29、供粉缸24,25、建造活塞27、供粉活塞26,28以及铺粉装置23等部件构成。
[0031]具体的，建造室29也即成形缸，在缸中进行成形对象12（这里所描述的成形对象12即3D打印零件/构件/工件）的建造，成形缸每一次下降的距离即是层厚；成形对象12建造完成后，成形缸升起，便于取出建造好的工件，并为下一次建造做准备。成形缸的升降由建造活塞27驱动。供粉缸24,25设置在建造室29的一侧，用于向建造室29提供粉末材料和/或收集粉末余料。供粉缸24和供粉缸25可交替互换，作为临时的供粉缸或余料收集缸，在铺粉装置23的运动方向上，用于提供要铺设的粉末，或用于来储存在每一次铺粉过程之后处于供粉缸24和供粉缸25中间加工平台22上的多余粉料。供粉缸24,25的升降由供粉活塞26,28驱动。铺粉装置23具体可以是铺粉刷、铺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印系统，其特征在于，具有：一第一激光器（11），所述第一激光器（11）被设置为根据成形对象（12）的加工路径选择性发射激光束以在粉末床（20）上融化粉末形成所述成形对象（12）的截面层（121）；一第二激光器（13），所述第二激光器（13）被设置为沿着所述截面层（121）的轮廓（122）进行扫描以清除所述轮廓（122）上黏连的粉末颗粒。2.根据权利要求1所述的一种3D打印系统，其特征在于：所述第二激光器（13）发射的激光束作用在粉末床（20）上的工作深度大于等于所述第一激光器（11）发射的激光束作用在粉末床（20）上形成的熔池（21）的深度。3.根据权利要求1所述的一种3D打印系统，其特征在于：第二激光器（13）为脉冲激光器。4.根据权利要求1或3所述的一种3D打印系统，其特征在于：第二激光器（13）发射的激光为飞秒激光。5.根据权利要求4所述的一种3D打印系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈李耀威，
申请(专利权)人：云耀深维江苏科技有限公司，
类型：新型
国别省市：