[发明专利]基于多束激光的3D打印装置

说明书

本发明公开了一种基于多束激光的3D打印装置，属于增材制造技术领域。基于多束激光的3D打印装置包括浆料输出头、激光发生器以及基板。浆料输出头与光固化区域对应设置，以使浆料输出头输出在基板上的浆料置于光固化区域内。本发明提供的基于多束激光的3D打印装置通过形成多条能够围合出一闭合区域的激光线来对输出到该闭合区域内的光固化材料进行固化，无需进行对焦操作，有效的降低了操作的难度。

技术领域

本发明涉及光固化增材制造技术领域，尤其涉及一种基于多束激光的3D打印装置。

背景技术

3D打印(3D printing，又称增材制造、积层制造)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打印对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，是制造业有代表性的颠覆性技术。

现有技术中，3D打印使用较为普遍的是的SLA(Stereo lithography Appearance，SLA)光固化技术。SLA光固化技术的工作原理是利用单束激光作为曝光光源对光敏树脂进行固化，其设备包括设置在升降工作台上的单束激光源以及开放的容纳槽。采用的原材料包括光敏树脂，在加工过程中，将液态光敏树脂置入树脂槽中，通过升降工作台带动单束激光源下降至液面下一个截面层厚的高度，利用聚焦后的激光束在计算机控制下沿液面进行扫描，被扫描的区域树脂固化，后续再次下降升降工作台，再次扫描，如此重复，加工成型产品。

但是，采用SLA原理的3D打印装置，是通过单束激光作为点光源对光敏树脂进行固化，在操作时，就需要对单束激光的照射焦点进行准确对焦，这就导致使用这种3D打印装置进行3D打印的操作难度很高，且打印精度偏低。

发明内容

本发明提供一种基于多束激光的3D打印装置，所述基于多束激光的3D打印装置，可有效地解决上述或者其他潜在技术问题。

本发明的第一个方面是提供一种基于多束激光的3D打印装置，包括浆料输出头、激光发生器以及基板。所述浆料输出头用于将光固化材料输出至所述基板上。所述基板用于承接输出的光固化浆料。所述激光发生器用于发射呈线状发布的多条线激光，并且多条所述线激光在所述基板上围合成闭合的光固化区域。其中，所述浆料输出头与所述光固化区域对应设置，以使所述浆料输出头输出在所述基板上的浆料置于所述光固化区域内。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述激光发生器包括两个十字激光器，两个所述十字激光器相对设置，两个所述十字激光器发射的线激光围合成矩形的光固化区域。需要说明，采用两个十字激光器将围合成矩形的光固化区域，采用的激光发生器数量较少，节约成本，同时可实现围合成闭合的光固化区域。

在根据第一方面的可选的实施例中，所述激光发生器包括三个一字激光器，三个所述一字激光器发射的线激光围合成三角形的光固化区域；和/或，所述激光发生器包括一个十字激光器和一个一字激光器，所述十字激光器和所述一字激光器发射的线激光围合成三角形的光固化区域。需要说明的，通过设置三个一字激光器，可根据需求对三个一字激光器进行调整，调整为适宜的三角形形状。还需要说明的，采用此种方式围合成的三角形的光固化区域，结构简单，采用的激光发生器较少，且构成的闭合的光固化区域的光线条数也较少，可有效地节约光线以及激光发生器。

在根据第一方面的可选的实施例中，三个所述一字激光器设置在一个平面上，所述平面与所述基板平行；三个所述一字激光器以所述浆料输出头为轴心彼此成夹角设置，所述夹角为120°；三个所述一字激光器等间距设置。需要说明的，通过上述的方式的调整，使得三个所述一字激光器构成的三角形光固化区域为等边三角形，在使用光线条数最少的情况下，形成的区域更加贴合于浆料的边缘。