激光3d打印頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光3D打印頭，別涉及一種聚焦鏡具有可調(diào)節(jié)功能的激光3D打印頭。
【背景技術(shù)】
[0002]常用的激光3D打印應(yīng)用越來越廣泛，激光3D打印頭是激光3D打印技術(shù)中重要組成部分，一般由送粉頭、聚焦鏡及相關(guān)鏈接同軸裝置組成。聚焦鏡將平行光束匯聚，送粉頭將金屬粉匯聚，使用中，激光將金屬粉和工件表面熔化，冷卻后兩者相互結(jié)合。
[0003]激光3D打印技術(shù)中有一個重要的矛盾，即打印效率和打印精度之間的矛盾。打印效率的一個重要因素是單道打印寬度，單道打印寬度是由加工面激光光斑大小和送粉截面大小共同決定的，單道打印寬度一般取決于兩者中的較小者。
[0004]要提高打印效率可以通過提高打印頭移動速度和增加單道打印寬度來實(shí)現(xiàn)，由于受到現(xiàn)有機(jī)電設(shè)備的性能影響，移動速度的提高難度較大，而增加單道打印寬度較易實(shí)現(xiàn)，然而要提高打印精度就需要減小單道打印。
[0005]一般的激光3D打印頭聚焦鏡和送粉頭的位置是固定不變的，單道打印的寬度只能隨著整個激光3D打印頭與工件表面的高度變化而變化，但是送粉的發(fā)散角、束腰半徑和激光的都不相同，兩個綜合之后單道打印寬度變化很復(fù)雜，實(shí)際使用中很難調(diào)節(jié)與控制。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有3D打印頭單道打印寬度調(diào)節(jié)難度大，3D打印效率低的問題，提出了一種聚焦鏡可以調(diào)節(jié)的激光3D打印頭。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述功能，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種激光3D打印頭，包括主腔體及設(shè)置在主腔體內(nèi)的聚焦鏡，在所述主腔體的上端固定有光纖接口，在所述主腔體的下端固定有送粉頭，在所述主腔體上還設(shè)置有一伺服電機(jī)，其特征在于:在所述的主腔體上還設(shè)置有一滑槽，所述聚焦鏡具有一位于所述滑槽內(nèi)的伸出端，該伸出端并與一連接在所述伺服電機(jī)輸出端的絲桿連接。
[0009]在所述主腔體內(nèi)還設(shè)置有軌道，所述的聚焦鏡位于所述的軌道上。
[0010]在所述的光纖接口和主腔體之間還設(shè)置有一準(zhǔn)直鏡。
[0011]本實(shí)用新型打印頭包括同軸向連接設(shè)置的光纖接口，聚焦鏡，伺服電機(jī)及送粉頭等，聚焦鏡可以在主腔體的軌道上上下滑動，伺服電機(jī)通過絲桿控制聚焦鏡的上下運(yùn)動。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:打印頭的單道打印寬度控制簡單、可靠、應(yīng)用效果明顯；當(dāng)打印頭與工件表面高度固定時，送粉頭的高度固定，送粉匯聚點(diǎn)直徑固定，通過調(diào)節(jié)聚焦鏡的高度就可以實(shí)現(xiàn)單道打印寬度的連續(xù)變化。本實(shí)用新型降低了打印頭單道打印寬度的調(diào)節(jié)難度，同時可以實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)功能，顯著提高了打印效率。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型的原理圖；
[0015]其中光纖接口、2準(zhǔn)直鏡、3主腔體、4伺服電機(jī)、5絲桿、6聚焦鏡、7送粉頭；8原激光束、9聚焦鏡高度變化后的激光束、10送粉軌跡、11加工平面、W1原單道加工寬度、w 2聚焦鏡高度變化后單道加工寬度、h聚焦鏡變化高度。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的提供的具體實(shí)施例、結(jié)構(gòu)、特征詳述如下:
[0017]如圖1所示，一種具有聚焦鏡可調(diào)節(jié)功能的激光3D打印頭，該打印頭包括同軸向連接使用的光纖接口 1，準(zhǔn)直鏡2、主腔體3、伺服電機(jī)4、絲桿5、聚焦鏡6以及送粉頭7;光纖接口 I與準(zhǔn)直鏡2通過螺栓連接，準(zhǔn)直鏡2與主腔體3通過螺栓連接，伺服電機(jī)4通過螺栓固定在主腔體3的側(cè)面，聚焦鏡6通過滑槽套裝在主腔體3上，伺服電機(jī)4與聚焦鏡6通過絲桿5連接；伺服電機(jī)4轉(zhuǎn)動時，通過絲桿5傳動，聚焦鏡6可以在主腔體3上沿滑槽上下滑動，實(shí)現(xiàn)聚焦鏡6的高度變化，送粉頭7固定在主腔體3上。
[0018]如圖2所示，本實(shí)用新型的原理如下:當(dāng)聚焦鏡6高度變化h時，激光束8變?yōu)榧す馐?，高度也相應(yīng)改變h，打印頭的單道打印寬度為同一加工平面11內(nèi)激光8 (9)與送粉軌跡10的重疊部分，當(dāng)聚焦鏡高度變化h后，單道打印寬度由W1變?yōu)閣 2。
[0019]實(shí)施例中，通過伺服電機(jī)4可以很好的控制聚焦鏡的高度變化，進(jìn)而控制單道打印寬度的變化。經(jīng)使用證明，大大降低了單道打印寬度的控制難度，同時提高了打印效率，充分發(fā)揮了設(shè)備的潛力，效果非常顯著。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光3D打印頭，包括主腔體及設(shè)置在主腔體內(nèi)的聚焦鏡，在所述主腔體的上端固定有光纖接口，在所述主腔體的下端固定有送粉頭，在所述主腔體上還設(shè)置有一伺服電機(jī)，其特征在于:在所述的主腔體上還設(shè)置有一滑槽，所述聚焦鏡具有一位于所述滑槽內(nèi)的伸出端，該伸出端并與一連接在所述伺服電機(jī)輸出端的絲桿連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光3D打印頭，其特征在于:在所述主腔體內(nèi)還設(shè)置有軌道，所述的聚焦鏡位于所述的軌道上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光3D打印頭，其特征在于:在所述的光纖接口和主腔體之間還設(shè)置有一準(zhǔn)直鏡。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種激光3D打印頭，包括主腔體及設(shè)置在主腔體內(nèi)的聚焦鏡，在所述主腔體的上端固定有光纖接口，在所述主腔體的下端固定有送粉頭，在所述主腔體上還設(shè)置有一伺服電機(jī)，其特征在于：在所述的主腔體上還設(shè)置有一滑槽，所述聚焦鏡具有一位于所述滑槽內(nèi)的伸出端，該伸出端并與一連接在所述伺服電機(jī)輸出端的絲桿連接。本實(shí)用新型打印頭包括同軸向連接設(shè)置的光纖接口，聚焦鏡，伺服電機(jī)及送粉頭等，聚焦鏡可以在主腔體的軌道上上下滑動，伺服電機(jī)通過絲桿控制聚焦鏡的上下運(yùn)動。本實(shí)用新型降低了打印頭單道打印寬度的調(diào)節(jié)難度，同時可以實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)功能，顯著提高了打印效率。
【IPC分類】B29C67-00
【公開號】CN204526174
【申請?zhí)枴緾N201520118935
【發(fā)明人】馬桂殿, 石磊, 徐國建, 邢飛
【申請人】南京中科煜宸激光技術(shù)有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年2月28日