激光烧结或固化3D成型机的群扫描标定及辅加热方法与流程

文档序号:12049435阅读:来源:国知局

技术特征:

1.激光烧结或固化3D成型机的群扫描标定方法;该激光烧结或激光固化成型机的基本构造为:激光器阵列、机械扫描驱动装置、物料槽、物料槽内的升降装置、电子处理部分组成;其激光烧结方式的工作原理为:先将零件的三维模型转化为STL格式文件,然后用分层软件对其进行分层处理形成切片文件,在加工开始之前先对成型室进行预热,计算机与驱动电路协同,根据原型的切片模型控制扫描中的激光束的输出的开关,有选择地烧结固体粉末材料以完成制造零件的一个层面,完成一个层面后,工作活塞再下降一个层厚,铺粉系统铺上新的粉层,激光束再扫描并选择烧结新的零件切层,循环往复,层层叠加,直到三维零件成型;而激光固化方式的工作原理与激光烧结方式相近,只不过是将粉末料槽更换成液体料槽,而浸在料槽里的升降台逐层下降,留出一定厚度的液态薄层,由激光扫描来固化成型;无论是激光烧结方式或光固化方式,在扫描方式上都遵循群扫描法,该法的核心内容详述为:激光群扫描方法是使用多个独立激光器的光点构成激光光点阵列(20),形成众多微扫描区域(22);扫描线(21)将同步生成。当激光光点的移动范围,分别等于行及列方向的光点间距时,且当行的扫描频率远大于列的扫描频率情况下,此乃逐行扫描状态,光点的扫描路径会覆盖所有区域;对于激光阵列为MxN的情况下,将会使得2个方向的扫描频率减少M及N倍,振幅也减小M及N倍,单个激光器的功率被允许下降MN倍;兼容直接使用机械位移装置来驱动;激光聚焦点阵列的位置偏移取决于以下要素:镜头、激光阵列结构件及激光器件本身的加工及安装误差的累积结果,校正或标定的具体方法分为:绝对标定法或相对标定法:改变激光光斑的直径是通过改变群扫描激光阵列组件与铺粉系统铺上新的粉层的垂直距离,即Z轴方向上的距离;其特征就在于:对激光阵列的校准标定采用的是绝对标定法或相对标定法;对激光点直径的标定控制采取的是改变群扫描激光阵列组件与铺粉系统铺上新的粉层的垂直相对距离,即Z轴方向上的距离,在机械系统的实现上是通过位移群扫描激光阵列组件或铺粉系统来完成。

2.如权利要求1所述的绝对标定法是指:依托机械系统的相对位置调整及锁定如:各镜头的平移锁紧、激光器件的平移锁紧、相关光学支架的加工及安装误差等;上述3种调整量不用同时实施,只实施1个单项或同时实施2个项目既可以.绝对调整的难度在于机械加工的精度掌握及组件之间的精细配合,调整位移量的可控制性及调整后的锁定等等。

3.如权利要求1所述的相对标定法是指:对组件的机械加工精度有所放宽;但装配的稳定性被有所强化;激光组件装配完毕后,不用去调整任何激光组件的安装位置,只需要测量激光聚焦点的实际位置,并将所有激光聚焦点的实际坐标值输入电子运算及驱动的模块部分中;在激光群扫描完成切片烧结过程时,电子模块运算每一个激光聚焦点的坐标偏差数值,安排合理的时序控制决定每一个激光器的开关,为了容纳激光聚焦点的扫描面积的冗余问题,需要将群扫描的方形面积超过并覆盖邻近的4个理想激光聚焦点连线所围的4边形的面积,即相邻的激光聚焦点的扫描区域都互有重合;每一个激光聚焦点根据切片部位的绝对坐标情况;独立完成烧结过程,符合实际切片的几何形状及位置。

4.激光烧结或固化3D成型机的辅加热方法:该激光烧结或激光固化成型机的基本构造与权利要求1所述相同,在激光阵列组件的非光束的通道中加入加热源如:带孔的面源加热源,孔是用于穿过激光束的;也可以安装线状的线状热源构件,激光束群穿过其线状的空隙部位;或者是使用点光源阵列,安装于相邻的4个激光阵列的中心区域;用于均匀加热铺粉槽的表面粉层,可以将上述加热面阵的光源诸点的以环状分群进行独立控制,环状分群的特点是:中心处为1个独立的区域,由该区域向外拓展,再分成1—1000个的独立控制的加热区域;其特征就在于:加热源安装于激光阵列组件接近粉缸或液缸的一面,穿插于激光群的空隙地带,不遮挡激光束;并进行环状分群,每一个环状区域的加热能量独立控制。

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