[发明专利]一种多激光高精度的3D打印机及其打印方法

权利要求书

1.一种多激光高精度的3D打印机，其特征在于，包括机架以及设置在机架上的布粉模块、烧结平台以及激光烧结模块，所述激光烧结模块包括预热扫描模块、烧结扫描模块以及修边扫描模块；

其中，所述预热扫描模块包括用于发射预热激光束的预热激光器和用于将预热激光束传导至烧结平台上的预热传导组件，所述烧结扫描模块包括用于发射烧结激光束的烧结激光器和用于将烧结激光束传导至烧结平台上的烧结传导组件，所述修边扫描模块包括用于发射精修激光束的精修激光器和用于将精修激光束传导至烧结平台上的精修传导组件；所述预热激光束的温度低于烧结激光束的温度，其光斑直径大于烧结激光器的光斑直径，工作时烧结激光束的光斑位于预热激光束的光斑内且同步移动；所述精修激光器的光斑直径小于烧结激光器的光斑直径；

所述布粉模块包括用于将粉料从储存位置搬运至烧结平台上的供粉装置和用于将位于烧结平台上的粉料进行铺平的铺粉装置，所述铺粉装置包括铺压小车和用于驱动铺压小车作横向移动的铺粉驱动机构，所述铺压小车包括安装架、用于刮平粉料的刮板和用于对铺平的粉料进行压实的滚压辊，所述滚压辊转动连接在安装架上；所述刮板为两个，分别设置在滚压辊的两侧；所述滚压辊转动连接在可相对安装架上下移动的滑压块上，所述安装架上设有用于对安装架进行承托的承托部，该承托部的上方为可供滑压块作相对上移的活动空间；所述活动空间中设有加压弹簧，该加压弹簧的两端分别抵紧在滑压块和安装架上；工作时，滚压辊跟在刮板的后方对铺平的粉料进行压实。

2.根据权利要求1所述的多激光高精度的3D打印机，其特征在于，所述激光烧结模块还包括分离扫描模块，该分离扫描模块包括用于发射分离激光束的分离激光器和用于将分离激光束传导至烧结平台上的分离传导组件；

所述分离激光器设置在烧结平台的一侧；所述预热激光器、烧结激光器以及精修激光器均设置在烧结平台的上方，自上而下地进行激光扫描。

3.根据权利要求2所述的多激光高精度的3D打印机，其特征在于，所述预热传导组件、烧结传导组件、精修传导组件以及分离传导组件均包括用于对激光束进行扩束的扩束镜、用于对激光束进行汇聚的动态聚焦模块和用于对激光束进行反射的振镜；

所述振镜均为双轴振镜，其上设有两个反射镜片和两个分别驱动两个反射镜片绕着不同的中心转动的调节电机；工作时，两个反射镜片的转动中心相互垂直，而且其中一个反射镜片的转动中心与激光束的来向垂直。

4.根据权利要求1所述的多激光高精度的3D打印机，其特征在于，所述预热激光束的光斑直径与烧结激光束的光斑直径之比的范围为：3∶1-1.5∶1；

所述预热激光束的光斑直径为100um-500um，所述烧结激光束的光斑直径为50um-200um。

5.根据权利要求4所述的多激光高精度的3D打印机，其特征在于，所述安装架上设有用于调节两个刮板的高低位置的位置调节机构，该位置调节机构包括调节驱动电机和调节杆，所述调节驱动电机固定设置在安装架上，所述调节杆的两端设有调节孔，其中部与调节驱动电机的输出轴固定连接；两个刮板分别通过转动轴连接在调节孔中；

所述安装架上设有两个竖向设置的导向限位孔，所述刮板的下端位于导向限位孔中。

6.一种多激光高精度的3D打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)布粉模块将粉料布置在烧结平台后，预热激光器发射出预热激光束，由预热传导组件进行传导，对粉料进行预扫描，将热量传递至粉料上，提高粉料的温度；

(2)烧结激光器发射出烧结激光束，由烧结传导组件进行传导，对预热后的粉料进行扫描；其中，所述烧结激光束的扫描光斑重合在步骤(1)中的预热激光束的光斑中，且沿着扫描的路线同步移动；

(3)粉料被烧结激光束扫描过后进行熔化，冷却后定型在烧结平台上，形成预制的成型件的其中一个切层；

(4)精修激光器发射出精修激光束，由精修传导组件进行传导，对步骤(3)中形成的切层的边角进行修剪，去除边角处的毛刺；

(5)重复上述(1)-(4)步骤，直至在烧结平台上得到完整的成型件；

(6)将成型件与烧结平台的基板分离，打印工作结束。