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一種曲面打印激光實(shí)時(shí)燒結(jié)固化裝置和方法與流程

文檔序號(hào):12697041閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種曲面打印的激光實(shí)時(shí)燒結(jié)、固化裝置,其特征在于,該裝置包括:打印模塊,觀(guān)測(cè)模塊和激光輸出模塊;

其中,所述打印模塊包括高精度微納圖案打印系統(tǒng)、噴印頭(6)和曲面基板(15),所述觀(guān)測(cè)模塊包括觀(guān)測(cè)相機(jī)(3)和相機(jī)移動(dòng)裝置,所述激光輸出模塊包括一臺(tái)激光器和激光調(diào)節(jié)裝置,所述觀(guān)測(cè)模塊和激光輸出模塊分別安裝在噴印頭(6)的兩側(cè)。

2.如權(quán)利要求1所述的裝置,其特征在于,所述噴印頭(6)安裝在上下調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(5)上,所述曲面基板(15)安裝在多軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(16)上。

3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置,其特征在于,所述激光器包括激光輸出頭(9)、微調(diào)機(jī)構(gòu)(11)和聚焦物鏡(7),所述激光輸出頭(9)輸出激光光束(13),所述聚焦物鏡(7)安裝在激光輸出頭(9)的前方,通過(guò)激光輸出頭(9)和聚焦物鏡(7)之間的微調(diào)機(jī)構(gòu)(11)用來(lái)調(diào)節(jié)激光光束(13)的焦點(diǎn)位置;所述激光調(diào)節(jié)裝置包括距離轉(zhuǎn)接板(10)和方向轉(zhuǎn)接板(8)上,所述激光輸出頭(9)、聚焦物鏡(7)安裝在距離轉(zhuǎn)接板(10)上,所述距離轉(zhuǎn)接板(10)安裝在所述方向轉(zhuǎn)接板(8)上,所述方向轉(zhuǎn)接板(8)和距離轉(zhuǎn)接板(10)配合用于調(diào)整激光器的前后位置和角度位置,使激光光束(13)與準(zhǔn)錐射流(12)具有一個(gè)重合點(diǎn)(14),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的實(shí)時(shí)燒結(jié)固化。

4.如權(quán)利要求3所述的裝置,其特征在于,所述相機(jī)移動(dòng)裝置包括距離調(diào)節(jié)裝置(2)和角度調(diào)節(jié)裝置(4),所述觀(guān)測(cè)相機(jī)(3)安裝在距離調(diào)節(jié)裝置(2)上,該距離調(diào)節(jié)裝置(2)安裝在角度調(diào)節(jié)裝置(4)上,實(shí)現(xiàn)觀(guān)測(cè)相機(jī)(3)的距離和角度位置的調(diào)節(jié)。

5.如權(quán)利要求1或2所述的裝置,其特征在于,所述激光調(diào)節(jié)裝置為設(shè)置在激光器(29)正前方的光路模塊(26),所述光路模塊(26)包括依次設(shè)置的整形透鏡(25)、柱透鏡(27)和光欄(28),所述激光器(29)射出的線(xiàn)激光(24)依次經(jīng)過(guò)光欄(28)、柱透鏡(27)和整形透鏡(25)的調(diào)整后,對(duì)準(zhǔn)錐射流(12),實(shí)現(xiàn)線(xiàn)激光的實(shí)時(shí)燒結(jié)固化。

6.如權(quán)利要求5所述的裝置,其特征在于,所述觀(guān)測(cè)相機(jī)(3)安裝在相機(jī)移動(dòng)裝置上,所述相機(jī)移動(dòng)裝置包括上下調(diào)節(jié)裝置(22)和前后調(diào)節(jié)裝置(21),用于觀(guān)測(cè)相機(jī)(3)的上下和前后位置的調(diào)節(jié)。

7.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述曲面基板(15)的一側(cè)設(shè)置有接收擋板(30)。

8.一種曲面打印的激光實(shí)時(shí)燒結(jié)固化方法,其特征在于,具體包括以下步驟:

S1針對(duì)待打印的圖案選擇合適的曲面打印的激光實(shí)時(shí)燒結(jié)、固化裝置,并選擇合適的打印溶液和曲面基板的材料,設(shè)計(jì)曲面打印路徑并確定打印模塊的打印參數(shù);

S2根據(jù)步驟S1中確定的打印參數(shù),調(diào)節(jié)上述打印參數(shù),直至滿(mǎn)足打印工藝的要求;

S3利用觀(guān)測(cè)相機(jī)觀(guān)測(cè)曲面基板上的打印點(diǎn)位置或從噴嘴射出的錐射流位置,同時(shí)打開(kāi)激光器,觀(guān)測(cè)激光光束或線(xiàn)激光的位置;

S4針對(duì)觀(guān)測(cè)到的打印點(diǎn)位置或錐射流位置,結(jié)合液滴直徑、噴印頭到曲面基板的距離,調(diào)整激光光束或線(xiàn)激光的位置,使其與液滴飛行路徑或錐射流對(duì)準(zhǔn);

S5調(diào)整激光光束或線(xiàn)激光的光斑尺寸大小,使激光光束的光斑尺寸與下落到基板的液滴大小相匹配,或使線(xiàn)激光的線(xiàn)光斑尺寸與噴嘴到基板的距離相匹配;

S6根據(jù)所需得到的液滴截面形狀,調(diào)節(jié)激光器的功率大小,實(shí)現(xiàn)液滴的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)時(shí)燒結(jié)固化或線(xiàn)激光實(shí)時(shí)燒結(jié)固化,使激光光束或線(xiàn)激光對(duì)液滴進(jìn)行完全固化或半固化,從而得到需要的截面形狀;

S7按照預(yù)設(shè)的打印路徑開(kāi)始打印,得到所需的打印圖案。

9.如權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,在步驟S1中,所述打印參數(shù)包括:基板運(yùn)動(dòng)軌跡,噴印頭與曲面基板之間的電壓大小、電壓波形、電壓頻率、電壓偏置、噴印頭與曲面基板之間的距離、溶液流量。

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