[发明专利]利用太阳能的三维打印线聚光光源和打印方法

摘要

本发明提供一种利用太阳能的三维打印线聚光光源和打印方法，包括：烧结面、工作平台、经向直线轨道、经向平移支架、纬向直线轨道、聚光器、水平经向反射镜、水平纬向反射镜、抛物柱面反射镜、遮光器；聚光器输出的平行聚光光线通过水平经向反射镜、水平纬向反射镜、遮光器和抛物柱面反射镜，在烧结面表面形成聚光线。遮光器包括透明容器、导热介质、遮光光栅、散热器等；遮光光栅是由若干条条状光栅组成；控制每个条状光栅的电致变色电压，在聚光线上得到不同聚光能量的点阵，实现利用太阳能聚光能量对颗粒物料的选择性烧结。能够对太阳能的利用时间更长，聚光利用方式更加合理，克服了快速原型制造技术中利用激光能源成本高昂的缺点。

主权项

一种利用太阳能的三维打印线聚光光源，包括：烧结面11、工作平台12、经向直线轨道13、经向平移支架14、纬向直线轨道15、聚光器31、水平经向反射镜32、水平纬向反射镜35、抛物柱面反射镜33；其特征在于，还包括遮光器60；工作平台12上表面为水平面，经向直线轨道13固定在工作平台12上表面，朝向为南北方向；经向平移支架14安装在经向直线轨道13上，能够沿南北方向水平平移运动；纬向直线轨道15和水平纬向反射镜35固定安装在经向平移支架14上；抛物柱面反射镜33和遮光器60的位置较近、距离固定且固定在一起，能够沿纬向直线轨道15在经向平移支架14上进行水平平移运动；遮光器60位于水平纬向反射镜35和抛物柱面反射镜33之间；水平经向反射镜32、水平纬向反射镜35为平面反射镜；聚光器31输出的平行聚光光线全部射向水平经向反射镜32，水平经向反射镜32将平行聚光光线全部反射为水平向南方向，并全部射向水平纬向反射镜35，水平纬向反射镜35再将入射光线全部反射为水平东西方向，通过遮光器60后射向抛物柱面反射镜33上；抛物柱面反射镜33将接收到的全部聚光平行光线反射聚焦到聚光线36上，聚光线36位于烧结面11表面；遮光器60包括透明容器61、导热介质62、低温管道63、高温管道64、遮光光栅65、散热器67；透明容器61和散热器67通过低温管道63和高温管道64连接为一体，内部有连通空腔，并注满导热介质62，透明容器61和导热介质62为透明材料，具有较好的透光性；导热介质62沿透明容器61、高温管道64、低温管道63和散热器67进行循环；遮光光栅65安装在透明容器61内部且浸入在导热介质62中；遮光光栅65是由若干条条状光栅66组成的矩形平面，每个条状光栅66为细长等宽矩形；条状光栅66之间相邻且平行但不重叠，并位于同一平面内；水平纬向光线45垂直于遮光光栅65所在的平面且全部射向遮光光栅65；条状光栅66的长边与抛物柱面反射镜33的聚光线36之间互相垂直；每个条状光栅66通过抛物柱面反射镜33在聚光线36上的光学投影是与条状光栅66宽度相等的一个线段；条状光栅66具有电致变色特征；在每个条状光栅66上都施加了电致变色电压；通过改变条状光栅66上的电压使条状光栅66的透光率发生改变；当条状光栅66透光率达到最高时，通过这个条状光栅66的水平纬向光线45的辐射能量只有极少部分会被条状光栅66吸收，对应在聚光线36上的光学投影线段上所得到的聚光能量就强；当条状光栅66透光率下降时，通过这个条状光栅66的水平纬向光线45的辐射能量会被条状光栅66部分或全部吸收；通过导热介质62的循环，将条状光栅66上热量带至散热器67中释放掉。