本发明专利技术公开了一种用于3D打印的光束处理装置及3D打印系统，该装置包括沿紫外光束传播路径依次设置的光束扩束模块、光束整形准直模块和光束反射模块，其中所述光束扩束模块，用于接收入射的紫外光束，并根据打印需求对所述紫外光束进行变倍扩束以得到扩束光束；所述光束整形准直模块，用于接收入射的所述扩束光束，并进行光束整形和光束准直处理以得到整形准直光束；所述光束反射模块设置有移动机构，用于接收所述整形准直光束，并通过所述移动机构的移动，将所述整形准直光束反射至打印屏幕。可见，本发明专利技术能够通过扩束处理和整形准直处理以获得均匀度更好和准直度更高的紫外光束，从而能够提高树脂固化的精度，减少固化时间，提高3D打印的产率。提高3D打印的产率。提高3D打印的产率。
【技术实现步骤摘要】
用于3D打印的光束处理装置及3D打印系统
[0001]本专利技术涉及光束处理
，尤其涉及一种用于3D打印的光束处理装置及3D打印系统。
技术介绍
[0002]3D打印机在打印时，需要采用紫外光照射光敏树脂，以使得光敏树脂固化成型，形成欲打印的形状。而光敏树脂在成型过程中，对紫外光的强度比较敏感，所以需要更加均匀的紫外光束来尽可能准直地照射打印屏幕，以获得更好的打印效果。
[0003]现有的3D打印机大多数采用紫外光束直接对光敏树脂照明的方式，没有考虑对光束进行更加精细化地处理，因此普遍存在着照明光束发散角度大，光强弱，光能利用率低，照度不均匀等问题，可见现有技术存在缺陷，亟待解决。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于3D打印的光束处理装置及3D打印系统，能够通过扩束处理和整形准直处理以获得均匀度更好和准直度更高的紫外光束，从而提高树脂固化的精度，减少固化时间，提高3D打印的产率。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术第一方面公开了一种用于3D打印的光束处理装置，所述装置包括沿紫外光束传播路径依次设置的光束扩束模块、光束整形准直模块和光束反射模块，其中：
[0006]所述光束扩束模块，用于接收入射的紫外光束，并根据打印需求对所述紫外光束进行变倍扩束以得到扩束光束；
[0007]所述光束整形准直模块，用于接收入射的所述扩束光束，并对所述扩束光束进行光束整形和光束准直处理以得到整形准直光束；
[0008]所述光束反射模块设置有移动机构，用于接收所述整形准直光束，并通过所述移动机构的移动，将所述整形准直光束反射至打印屏幕。
[0009]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述紫外光束为激光光源产生的；和/或，所述光束扩束模块为伽利略式透镜结构。
[0010]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述光束扩束模块包括沿紫外光束传播路径依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，其中所述第一透镜为负透镜，所述第二透镜为正透镜，所述第三透镜为负透镜，所述第二透镜和第三透镜组成正透镜组。
[0011]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述第一透镜为负弯月透镜，其凹面朝向光束传播的方向；和/或，所述第二透镜为正弯月透镜，其凹面背向光束传播的方向；和/或，所述第三透镜为负弯月透镜，其凹面背向光束传播的方向。
[0012]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述第一透镜的位置固定，所述第二透镜和第三透镜的位置不固定；所述光束扩束模块的光束扩束倍数通过改变所述第二透镜和/或所述第三透镜与所述第一透镜之间的距离来设置；所述光束扩束模块的光束扩
束倍数等于所述入射的紫外光束的光束直径和单次固化扫描方向宽度之间的比值。
[0013]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述光束整形准直模块包括沿紫外光束传播路径依次设置的第四透镜和第五透镜，其中所述第四透镜用于对入射的所述扩束光束的光束能量分布进行整形优化，以得到射入所述第五透镜的整形光束；所述整形光束在所述第五透镜的表面能量分布均匀；所述第五透镜用于对入射的所述整形光束进行准直，以得到所述整形准直光束。
[0014]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述第四透镜为非球面凸面柱面镜；和/或，所述第五透镜为非球面凸面镜。
[0015]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述第四透镜的透镜表面通过欲想达到的光束整形优化效果所对应的入射光束能量分布参数和出射光束能量分布参数进行物理建模优化得到。
[0016]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第一方面中，所述光束反射模块包括所述移动机构和反射透镜；所述移动机构为直线导轨结构，用于驱动所述反射透镜移动；所述反射透镜用于接收所述整形准直光束，并将所述整形准直光束垂直反射至打印屏幕。
[0017]本专利技术第二方面公开了一种3D打印系统，所述系统包括：
[0018]紫外线发生器；
[0019]打印屏幕；
[0020]设置在所述紫外线发生器和所述打印屏幕的光束传播路径上的用于3D打印的光束处理装置；所述装置包括沿紫外光束传播路径依次设置的光束扩束模块、光束整形准直模块和光束反射模块，其中：
[0021]所述光束扩束模块，用于接收入射的紫外光束，并根据打印需求对所述紫外光束进行变倍扩束以得到扩束光束；
[0022]所述光束整形准直模块，用于接收入射的所述扩束光束，并对所述扩束光束进行光束整形和光束准直处理以得到整形准直光束；
[0023]所述光束反射模块设置有移动机构，用于接收所述整形准直光束，并通过所述移动机构的移动，将所述整形准直光束反射至打印屏幕。
[0024]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述紫外光束为激光光源产生的；和/或，所述光束扩束模块为伽利略式透镜结构。
[0025]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述光束扩束模块包括沿紫外光束传播路径依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，其中所述第一透镜为负透镜，所述第二透镜为正透镜，所述第三透镜为负透镜，所述第二透镜和第三透镜组成正透镜组。
[0026]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述第一透镜为负弯月透镜，其凹面朝向光束传播的方向；和/或，所述第二透镜为正弯月透镜，其凹面背向光束传播的方向；和/或，所述第三透镜为负弯月透镜，其凹面背向光束传播的方向。
[0027]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述第一透镜的位置固定，所述第二透镜和第三透镜的位置不固定；所述光束扩束模块的光束扩束倍数通过改变所述第二透镜和/或所述第三透镜与所述第一透镜之间的距离来设置；所述光束扩束模块的光束扩束倍数等于所述入射的紫外光束的光束直径和单次固化扫描方向宽度之间的比值。
[0028]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述光束整形准直模块包括沿
紫外光束传播路径依次设置的第四透镜和第五透镜，其中所述第四透镜用于对入射的所述扩束光束的光束能量分布进行整形优化，以得到射入所述第五透镜的整形光束；所述整形光束在所述第五透镜的表面能量分布均匀；所述第五透镜用于对入射的所述整形光束进行准直，以得到所述整形准直光束。
[0029]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述第四透镜为非球面凸面柱面镜；和/或，所述第五透镜为非球面凸面镜。
[0030]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述第四透镜的透镜表面通过欲想达到的光束整形优化效果所对应的入射光束能量分布参数和出射光束能量分布参数进行物理建模优化得到。
[0031]作为一种可选的实施方式，在本专利技术第二方面中，所述光束反射模块包括所述移动机构和反射透镜；所述移动机构为直线导轨结构，用于驱动所述反射透镜移动；所述反射透镜用于接收所述整形准直光束，并将所述整形准直光束垂直反射至打印屏幕。
[0032]与现有技术本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于3D打印的光束处理装置，其特征在于，所述装置包括沿紫外光束传播路径依次设置的光束扩束模块、光束整形准直模块和光束反射模块，其中：所述光束扩束模块，用于接收入射的紫外光束，并根据打印需求对所述紫外光束进行变倍扩束以得到扩束光束；所述光束整形准直模块，用于接收入射的所述扩束光束，并对所述扩束光束进行光束整形和光束准直处理以得到整形准直光束；所述光束反射模块设置有移动机构，用于接收所述整形准直光束，并通过所述移动机构的移动，将所述整形准直光束反射至打印屏幕。2.根据权利要求1所述的用于3D打印的光束处理装置，其特征在于，所述紫外光束为激光光源产生的；和/或，所述光束扩束模块为伽利略式透镜结构。3.根据权利要求2所述的用于3D打印的光束处理装置，其特征在于，所述光束扩束模块包括沿紫外光束传播路径依次设置的第一透镜、第二透镜和第三透镜，其中所述第一透镜为负透镜，所述第二透镜为正透镜，所述第三透镜为负透镜，所述第二透镜和第三透镜组成正透镜组。4.根据权利要求3所述的用于3D打印的光束处理装置，其特征在于，所述第一透镜为负弯月透镜，其凹面朝向光束传播的方向；和/或，所述第二透镜为正弯月透镜，其凹面背向光束传播的方向；和/或，所述第三透镜为负弯月透镜，其凹面背向光束传播的方向。5.根据权利要求3所述的用于3D打印的光束处理装置，其特征在于，所述第一透镜的位置固定，所述第二透镜和第三透镜的位置不固定；所述光束扩束模块的光束扩束倍数通过改变所述第二透镜和/或所述第三透镜与...
【专利技术属性】
技术研发人员：张胜哲，洪英盛，
申请(专利权)人：深圳市智能派科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。