[发明专利]一种3D打印机的光路结构及3D打印机

说明书

本发明提供一种3D打印机的光路结构及3D打印机，包括激光泵浦源、控制芯片、分路系统和调焦系统；激光泵浦源用于产生3D打印用激光；控制芯片用于控制分路系统和调焦系统；分路系统用于将激光泵浦源产生的激光分为光路平行的至少两路；调焦系统用于对分路系统产生的至少两路激光光路进行调焦。通过分路系统使得激光泵浦源发出的光束分成了多束，在通过调整多束光路之间的距离及焦距等参数便可以实现一个光路结构产生多个光束同时对产品进行3D打印，从而提高了3D打印的效率；此外，在打印过程中仅需调整分路系统即可实现光路的移动，降低了移动负载的载重，从而能够有效提高打印精度。解决了如何提高3D打印机的打印效率及打印精度的问题。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种3D打印机的光路结构及3D打印机。

背景技术

3D打印(3DP)是一种快速成型技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。目前，3D打印技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

现有的3D打印机只具有一套打印系统，即在进行打印时只能单线条地进行打印，生产效率低下。此外，现有的3D打印机在打印较大产品时通常是将整个光路打印系统进行位移，从而实现产品整个面的打印，而这样的方式导致需要较大的驱动力来实现光路打印系统的位移，而随之带来的不仅是成本的增加，还使得打印精度较差。

为解决上述问题，专利申请号为201821954837.X、名称为“一种双工位光固化3D打印机”提供了一种3D打印机，然而此种打印机其原理是将大型产品分割为多个块，每一块通过一套光路打印系统进行打印，最终将多个块进行拼接从而提高产品的打印效率。但这种方式无疑增加了3D打印机的零件成本，还使得3D打印机的体积较大；且由于不同光路系统存在一定的差异，会导致打印形成的多个块之间存在差异，不利于拼接；此外，在部分情形下，仍旧存在由于光路打印系统的移动而带来的打印精度较低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印机的光路结构及3D打印机，以解决如何提高3D打印机的打印效率及打印精度的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种3D打印机的光路结构，所述光路结构包括激光泵浦源、控制芯片、分路系统和调焦系统；所述激光泵浦源用于产生3D打印用激光；所述控制芯片用于控制所述分路系统和所述调焦系统以实现产品的3D打印；所述分路系统用于将所述激光泵浦源产生的激光分为光路平行的至少两路；所述调焦系统用于对所述分路系统产生的至少两路激光光路进行调焦。

可选的，在所述的3D打印机的光路结构中，所述分路系统包括主光路组、分光路组和驱动器；所述主光路组用于使所述激光泵浦源发出的激光分为两路，其中一路沿主光路传输以形成第一打印光路实现对产品的3D打印，另一路传输至所述分光路组并沿分光路传输以形成第二打印光路实现对产品的3D打印；所述驱动器用于在所述控制芯片的控制下调整所述主光路组和所述分光路组之间的相对位置。

可选的，在所述的3D打印机的光路结构中，所述主光路组包括第一分光镜和第二分光镜；所述第一分光镜与所述第二分光镜沿光轴旋转呈角度设置，且旋转角度可调；所述激光泵浦源产生的激光通过所述第一分光镜后分为两路，其中一路传输至所述分光路组，另一路传输至所述第二分光镜并于所述第二分光镜分为两路。

可选的，在所述的3D打印机的光路结构中，所述第一分光镜和所述第二分光镜均为半透半反镜。