[发明专利]3D打印装置及其振镜扫描控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体而言，涉及3D打印装置及其振镜扫描控制方法。

背景技术

振镜扫描系统是3D打印机的重要组成部分。一般振镜的夹角是固定的，如果振镜的焦距较短，则在焦平面的扫描范围较小，激光在焦平面上的光斑也较小，打印的精度较高；如果振镜的焦距较长，则在焦平面的扫描范围较大，激光在焦平面上的光斑也较大，打印的精度比较差。

随着3D打印技术的越来越成熟化，3D打印机会逐渐向大尺寸方向发展的趋势。然而为了使打印精度较高，就要选择焦距比较短的振镜，这样就抑制着3D打印机向大尺寸的迈进。

发明内容

本发明的目的在于提供3D打印装置及其振镜扫描控制方法，以解决上述的问题。

在本发明的实施例中，提供了一种3D打印装置，其包括3D打印装置台、激光器和振镜，3D打印装置台的工作台面处于振镜的焦平面，激光器的光纤头安装在振镜的通光口，还包括：X/Y轴运动平台，振镜安装在X/Y轴运动平台上，振镜的扫描范围小于3D打印装置台的打印平面，X/Y轴运动平台的XY平面平行且覆盖3D打印装置台的打印平面，X/Y轴运动平台用于带动振镜在XY平面内移动。

在本发明的实施例中，还提供了上述3D打印装置的振镜扫描方法，包括以下步骤：确定要扫描的位置是否处于振镜的扫描范围内；根据确定结果控制振镜的扫描。

本发明上述实施例增加了X/Y轴运动平台，使得振镜可以移动，从而振镜既能缩小扫描范围以保持较高的打印精度，又能通过移动来打印较大的尺寸。

附图说明

图1为根据本发明实施例的3D打印装置的简图。

图2为根据本发明实施例的振镜扫描系统的控制系统结构简图。

图3为根据本发明实施例的3D打印装置台区分区域示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

图1为根据本发明实施例的3D打印装置的简图，其包括3D打印装置台5、激光器和振镜3，3D打印装置台5的工作台面处于振镜3的焦平面，激光器的光纤头4安装在振镜3的通光口，还包括：X/Y轴运动平台2，振镜3安装在X/Y轴运动平台2上，振镜3的扫描范围小于3D打印装置台5的打印平面，X/Y轴运动平台2的XY平面平行且覆盖3D打印装置台5的打印平面，X/Y轴运动平台2用于带动振镜3在XY平面内移动。图中的1是用于固定X/Y轴运动平台的底板。运动平台的底板1上固定着X/Y轴运动平台2，X/Y轴运动平台2上朝正下方固定着扫描振镜3，使X/Y轴运动平台2、扫描振镜3、3D打印装置台5和光纤激光器所输出激光的光斑的中心点在同一垂直线上。

相关技术要么为了提高打印尺寸而降低打印精度，要么为了保持打印精度而减少打印尺寸。而本实施例增加了X/Y轴运动平台，使得振镜可以移动，从而振镜既能缩小扫描范围以保持较高的打印精度，又能通过移动来打印较大的尺寸。

优选地，本3D打印装置还包括控制系统，其包括X/Y轴运动平台控制子系统，用于控制X/Y轴运动平台。通过增加控制系统，使得可以实现自动控制，进一步提高3D打印的效率和精度。

优选地，控制系统还包括振镜控制子系统，用于控制振镜扫描。

优选地，控制系统还包括激光器控制子系统，用于控制激光器。

优选地，控制系统还包括上位机图形界面操作子系统，用于提供图形界面来接受用户的操作。通过提供图形界面，可以方便用户非常直观地操作3D打印。

图2为根据本发明实施例的振镜扫描系统的控制系统结构简图，包含有振镜控制子系统、X/Y轴运动平台控制子系统、光纤激光器控制子系统、上位机图形界面操作子系统和用于控制各种外围设备的外围设备控制子系统。其主要工作方式为在工控机的总线插槽上插入控制卡，使控制卡分别控制各个子系统。然后通过工控机软件的上位机图形界面操作子系统操作振镜控制子系统和X/Y轴运动平台控制子系统使输出的激光可以到达3D打印装置台5的各个地方；也可以操作着激光器控制子系统使激光工作的时候输出激光，振镜跳转的时候关闭激光；或者联动操作各个子系统完成大尺寸3D打印功能；也可以在上位机图形界面操作子系统上显示各个控制子系统的状态等相关标志；还可以在上位机图形界面操作子系统上操作、监控3D打印机的其他外围设备。其中的X/Y轴运动平台控制子系统、扫描振镜控制子系统、光纤激光器控制子系统可以在上位机图形界面操作子系统中单独控制，也可以联动控制。