一种激光3D打印移动扫描方法技术

本发明专利技术公开了一种多激光3D打印移动扫描方法，属于3D打印机技术领域，其包括以下步骤：设定待打印文件扫描速度向量设定打印头水平移速度向量计算振镜扫描速度向量使得振镜扫描速度向量与打印头水平移速度向量叠加后与待打印文件扫描速度向量相同；启动扫描，打印头、X轴振镜和Y轴振镜以水平移速度向量保持匀速运动，同时通过电机旋转X轴振镜和Y轴振镜，使得打印头发出的激光经过X轴振镜和Y轴振镜反射后在打印工作面上以振镜扫描速度向量进行匀速扫描。本发明专利技术振镜模块始终处于匀速运动状态，减少了振镜模块加速减速的时间，具备更高的打印效率。具备更高的打印效率。具备更高的打印效率。

【技术实现步骤摘要】
一种激光3D打印移动扫描方法


[0001]本专利技术属于3D打印机
，尤其涉及一种激光3D打印移动扫描方法。

技术介绍

[0002]3D打印中SLA、SLS、SLM采用的方式是以振镜反射单束激光，在二维工作平面上进行图像扫描打印。在激光扫描增材领域中，振镜的扫描幅面受到扫描偏转角和焦距等因素的限制，导致单一振镜成型幅面约束于350mm
×
350mm以内。大幅面增材制造设备往往采用过振镜组合方式，即单一设备配备多组套振镜扫描系统。多振镜扫描有利于提高设备的成形效率，但是在零件的分块连接处由于不同台套激光器功率偏差导致结合强度有所下降。同时振镜的拼接位置依赖于振镜的稳定性，如振镜发生长时间漂移或者热漂移，就会导致接缝处出现缺陷。
[0003]将振镜系统与直线运动相结合的方式，如授权公告号为CN215932261U、申请公布号为CN 112775443A、申请公布号为CN103071795A、授权公告号为CN202271101U等，可以实现大幅面打印。振镜系统与直线运动相结合的方式均是将振镜系统移动到某个固定区域，然后固定平移的XY轴，开始用振镜系统扫描打印该工作区域，待该工作区域扫描打印完成后，再由XY轴振镜移动至下一个区域，按照如上流程进行扫描打印。
[0004]上述专利的方案中，振镜模块的运动并不连续，需要水平运动到固定位置，振镜模块停止，然后振镜电机开始驱动XY两片反射镜，对激光反射进行扫描打印。不连续的运动，导致整个振镜机构加速减速均需要花费时间，对于实际的振镜系统及其相关运动系统，重量均不轻，因此加减速无意降低了其打印效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种激光3D打印移动扫描方法，以解决3D打印技术中为实现大幅面打印采用振镜系统与直线运动相结合的方式时振镜模块的运动并不连续，导致的打印效率降低的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0007]本专利技术涉及的一种激光3D打印移动扫描方法，其包括以下步骤：
[0008]S1.输入待打印文件，设定待打印文件扫描速度向量
[0009]S2.设定打印头水平移速度向量
[0010]S3.根据待打印文件扫描速度向量和打印头水平移速度向量计算振镜扫描速度向量使得振镜扫描速度向量与打印头水平移速度向量叠加后与待打印文件扫描速度向量相同；
[0011]S4.启动扫描，打印头、X轴振镜和Y轴振镜以水平移速度向量保持匀速运动，同时通过电机旋转X轴振镜和Y轴振镜，使得打印头发出的激光经过X轴振镜和Y轴振镜反射后
在打印工作面上以振镜扫描速度向量进行匀速扫描。
[0012]优选地，所述的步骤S3中计算振镜扫描速度向量的计算公式为：
[0013][0014]优选地，所述的步骤S4中，打印头向Y轴振镜发射激光，Y轴振镜向X轴振镜反射激光且使得激光在X轴振镜上沿着Y轴方向扫描，扫描速度向量为X轴振镜向打印工作面反射激光且使得激光在打印工作面上沿着X轴方向扫描，扫描速度向量为扫描速度向量和扫描速度向量满足公式(2)的要求：
[0015][0016]优选地，所述的步骤S4中X轴振镜和Y轴振镜的转动角速度的公式为：
[0017][0018][0019]公式中，D为X轴振镜和Y轴振镜的间距，L为Y轴振镜到打印工作面的垂直距离，x为当前扫描位置的横坐标，y为当前扫描位置的纵坐标，V
x
和V
y
分别为扫描速度V在x、y方向的速度分量，即扫描速度向量为的大小和扫描速度向量为的大小，ω
y
为Y轴振镜对的扫描角速度，ω
x
为X轴振镜对的扫描角速度。
[0020]优选地，所述的打印头设置多个，多个打印头并排设置，各打印头的水平移速度向量相同。
[0021]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0022]1.本专利技术涉及的激光3D打印移动扫描方法，根据待打印文件扫描速度向量和打印头水平移速度向量计算振镜扫描速度向量扫描过程中，打印头、X轴振镜和Y轴振镜以水平移速度向量保持匀速运动，同时通过旋转X轴振镜和Y轴振镜使得振镜扫描速度向量为因此，振镜模块始终处于匀速运动状态，减少了振镜模块加速减速的时间，具备更高的打印效率。
[0023]2.本专利技术涉及的激光3D打印移动扫描方法可设置多组打印头、X轴振镜和Y轴振镜，多个打印头并排设置，且各打印头水平移速度向量相同，当扫描过程中需要配合风场时，可完美的避开烟尘问题，使得大幅面打印不受烟尘干扰，有助于提高大幅面3D打印的清晰度。
附图说明
[0024]图1是激光3D打印移动扫描装置的结构图；
[0025]图2是确定振镜扫描方向的原理图；
[0026]图3是反推振镜扫描速度向量的原理图；
[0027]图4是振镜扫描速度向量打印头水平移速度向量及待打印文件扫描速度向量的关系图；
[0028]图5是待打印文件扫描速度向量转化为振镜扫描速度向量的示意图；
[0029]图6是现有技术中大幅面3D打印的打印过程示意图；
[0030]图7是实施例2中大幅面3D打印的打印过程示意图。
[0031]标注说明：1
‑
打印头，2
‑
Y轴振镜，3
‑
X轴振镜，4
‑
激光，5
‑
打印工作面。
具体实施方式
[0032]为进一步了解本专利技术的内容，结合实施例对本专利技术作详细描述，以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0033]实施例1
[0034]参照附图1所示，本实施例涉及的激光3D打印移动扫描装置的结构图，其包括一组扫描机构，该扫描机构包括打印头1、Y轴振镜2和X轴振镜3，打印头1、Y轴振镜2和X轴振镜3均固定在一个可沿着Y轴方向移动的打印梁上。
[0035]基于上述激光3D打印移动扫描装置的激光3D打印移动扫描方法包括以下步骤：
[0036]S1.输入待打印文件，设定待打印文件扫描速度向量
[0037]S2.设定打印头水平移速度向量
[0038]此步骤中，打印头1是固定在打印梁上的，故打印头1的移动方向是沿着Y轴移动的，打印头1移动速度等于打印梁的平移速度；
[0039]S3.根据待打印文件扫描速度向量和打印头水平移速度向量计算振镜扫描速度向量使得振镜扫描速度向量与打印头水平移速度向量叠加后与待打印文件扫描速度向量相同；
[0040]振镜扫描速度向量中的扫描方向根据如图2所示的方式确定，对于打印工作面任意一个待打印的目标坐标点，假定其坐标为(X，Y)，当前振镜打印工作面4的中心位置为(Xt，Yt)，目标坐标点相对于打印工作面4中心位置的坐标为(Xi，Yi)，则(Xi，Yi)满足如下关系：
[0041]Xi＝X
‑
Xt
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(3)<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光3D打印移动扫描方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1.输入待打印文件，设定待打印文件扫描速度向量S2.设定打印头水平移速度向量S3.根据待打印文件扫描速度向量和打印头水平移速度向量计算振镜扫描速度向量使得振镜扫描速度向量与打印头水平移速度向量叠加后与待打印文件扫描速度向量相同；S4.启动扫描，打印头、X轴振镜和Y轴振镜以水平移速度向量保持匀速运动，同时通过电机旋转X轴振镜和Y轴振镜，使得打印头发出的激光经过X轴振镜和Y轴振镜反射后在打印工作面上以振镜扫描速度向量进行匀速扫描。2.根据权利要求1所述的激光3D打印移动扫描方法，其特征在于：所述的步骤S3中计算振镜扫描速度向量的计算公式为：3.根据权利要求1所述的激光3D打印移动扫描方法，其特征在于：所述的步骤S4中，打印头向Y轴振镜发射激光，Y轴振镜向X轴振镜反射激光且使得激光在X轴振镜上沿着Y轴方向扫描，扫描速度向量为X轴振镜向打印工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兵涛，朱凡，
申请(专利权)人：杭州爱新凯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：