光斑可變的光固化快速成型裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光固化快速成型裝置，特別是涉及一種光斑可變的光固化快速成型裝置。
【背景技術】
[0002]快速成型技術是一種離散/堆積成型，將三維數據模型進行切層，得到每一層的輪廓，根據輪廓信息設計加工路徑，成型頭在控制系統的控制下，得到每一層的實體，并逐層堆疊，得到最終實體。光固化快速成型，即通常所說的SLA技術，是采用液態光敏樹脂為材料，利用特定波長的光，對液態光敏樹脂進行選擇性固化，實現打印。
[0003]目前，由于光學上的限制，基于某一套光學系統的光固化快速成型設備，在工作平面上的光斑直徑有最小值，而有時候，這個最小值仍然過大。用于掃描的激光光斑直徑在工作平面上的直徑為0.1-0.2mm，且一般都是采用固定光斑直徑完成整個零件的打印過程。這樣，就會引起兩個問題:1.光斑直徑過大，會使得一些過于精細的細節無法打印出來；2.如果為了得到細節而一直采用細光斑，那么打印效率會過低。
[0004]因此，需要一種變光斑技術，能夠實現掃描光斑直徑的變化，對于一些精細細節和輪廓采用細光斑掃描，對于大面積填充區域采用較粗光斑掃描。
[0005]中國專利201110107639《一種使用變光斑工藝的光固化快速成型方法》中，提到了變光斑技術；該系統對擴束聚焦鏡進行軟件離焦，從而實現光斑在工作平面上的直徑變化；但是采用軟件離焦方法使得軟件設計較為復雜，且光斑直徑不能精確控制，所以比較粗糙。
[0006]中國專利201320225797《一種用于立體直接成型的激光設備》也提到了變光斑技術，其利用可變倍擴束鏡實現了變光斑技術。本專利利用光學的方法實現了變光斑，其設計較為復雜，且僅僅是針對于使用平場鏡的光學系統中，有一定局限。
[0007]因此，需要一種結構簡單，易于控制的光斑可變的光固化快速成型裝置。
【實用新型內容】
[0008]鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種光斑可變的光固化快速成型裝置，用于解決現有技術中變光斑結構和控制較為復雜，且無法精確控制光斑直徑的問題。
[0009]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種光斑可變的光固化快速成型裝置，光斑可變的光固化快速成型裝置，包括三維打印平臺、與三維打印平臺相連的Z軸升降機構，以及盛放液態樹脂的樹脂槽和沿樹脂槽前后運動的涂覆機構，其還包括置于所述三維打印平臺上方的光學系統，所述光學系統包括激光器、擴束聚焦鏡、可變光闌以及掃描頭，所述可變光闌上設有至少兩個不同孔徑的光闌孔，所述可變光闌受驅動機構驅動使所有光闌孔的其中一個與所述擴束聚焦鏡的出光孔、掃描頭的入光孔同心。
[0010]優選的，所有光闌孔中最大孔的直徑大于或等于所述擴束聚焦鏡射出的光斑直徑。
[0011]優選的，所有光闌孔成一條直線排列，且所述可變光闌設置在滑動組件上，所述驅動機構驅動滑動組件帶動所述可變光闌直線運動。
[0012]優選的，所有光闌孔分布在同一圓周上，所述可變光闌旋轉設置，所述驅動機構驅動所述可變光闌旋轉。
[0013]優選的，還包括用于設置掃描參數的控制系統，所述驅動機構與控制系統相連，在控制系統的控制下驅動所述可變光闌運動來改變所使用光闌孔的大小。
[0014]如上所述，本實用新型的光斑可變的光固化快速成型裝置，具有以下有益效果:采用帶有多個不同孔徑的可變光闌，通過調節使不同孔徑的光闌孔位于擴束聚焦鏡射入掃描頭的光路上，可實現不同光斑的掃描，針對精細細節采用細光斑，大面積填充采用粗光斑，提高生產效率和生產精度。
【附圖說明】
[0015]圖1顯示為本實用新型的光斑可變的光固化快速成型裝置示意圖。
[0016]圖2顯示為本實用新型的所述光學系統的第一實施例示意圖。
[0017]圖3顯示為圖2中的可變光闌的具體結構圖。
[0018]圖4顯示為本實用新型的所述光學系統的第二實施例示意圖。
[0019]元件標號說明
[0020]I 樹脂槽
[0021]2 三維打印平臺
[0022]3 Z軸升降機構
[0023]4 掃描頭
[0024]5 可變光闌
[0025]51 旋轉式光闌
[0026]52 直線式光闌
[0027]501 光闌孔
[0028]502 滑動組件
[0029]6 驅動機構
[0030]7 激光器
[0031]8 擴束聚焦鏡
[0032]9 涂覆機構
[0033]10 反射鏡
【具體實施方式】
[0034]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0035]請參閱圖1至圖4。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0036]如圖1所示，本實用新型提供一種光斑可變的光固化快速成型裝置，光斑可變的光固化快速成型裝置，包括三維打印平臺2、與三維打印平臺2相連的Z軸升降機構3，以及盛放液態樹脂的樹脂槽I和沿樹脂槽前后運動的涂覆機構9，其還包括置于三維打印平臺2上方的光學系統，光學系統包括激光器7、反射鏡10、擴束聚焦鏡8、可變光闌5以及掃描頭4，見圖2、圖4所示，可變光闌5上設有至少兩個不同孔徑的光闌孔501，可變光闌5受驅動機構6驅動使所有光闌孔501的其中一個與擴束聚焦鏡8的出光孔、掃描頭4的入光孔同心。本實用新型采用帶有多個不同孔徑的可變光闌，通過調節使不同孔徑的光闌孔位于擴束聚焦鏡射入掃描頭的光路上，可實現不同光斑的掃描，針對精細細節采用細光斑，大面積填充采用粗光斑，提高生產效率和生產精度。