[发明专利]一种应用皮秒激光精确控温3D打印高分子材料系统

权利要求书

1.一种应用皮秒激光精确控温3D打印高分子材料系统，其特征在于，该系统包括：激光系统(2)、送料器(1)、控制系统(3)、第一红外测温仪(41)和第二红外测温仪(42)；各组成部分连接如下：

第一红外测温仪(41)连接控制系统(3)中的第一温度采集(31)，用于监测送料器(1)输出材料的预热温度；

第二红外测温仪(42)连接控制系统(3)中的第二温度采集(32)，用于监测皮秒激光3D打印作业区的实时温度；

送料器(1)连接控制系统(3)中的送料控制器(34)，用于对所要加工的物料进行预热和输送；

激光系统(2)连接控制系统(3)中的激光控制器(33)，其包括皮秒激光器(21)和振镜(22)，皮秒激光器(21)的作用是根据激光控制器(33)输出的指令输出相应指标的激光来实施3D打印作业，振镜(22)的作用是根据激光控制器(33)输出的打印要求指令来改变皮秒激光器(21)输出的激光光束位置，以实施快速3D打印作业；

控制系统(3)是实施皮秒激光精确控温3D打印的核心部分，包括第一温度采集(31)、第二温度采集(32)、激光控制器(33)、送料控制器(34)、校准器(35)和反馈及报错装置(36)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，用皮秒激光3D打印工作，通过校准、反馈、激光功率控制来补偿与3D打印作业实时温度的温差，该温差可精确控制在±0.5℃以内。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述皮秒激光器可以为光纤激光器或固体激光器，其输出平均功率为1～100W之间连续可调，输出光束聚焦的最小光斑直径小于400μm，重复频率在1～800MHz之间，脉冲宽度在1～500ps之间，波长在266～2000nm之间，通过控制系统(3)中的激光控制器(33)对其功率进行调节；所述的振镜(22)为高速振镜，运转速度可以达到1m/s，也通过控制系统(3)中的激光控制器(33)对其进行控制。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其特征在于，所述的第一红外测温仪(41)和第二红外测温仪(42)的误差为±1℃。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其特征在于，所述的第一温度采集(31)是采集第一红外测温仪(41)的温度数据，并将其发送到校准器(35)中；第二温度采集(32)是采集第二红外测温仪(42)的温度数据，并将其发送到校准器(35)和反馈及报错装置(36)中；激光控制器(33)连接激光系统(2)，其对皮秒激光器(21)和振镜(22)同步输出指令，给皮秒激光器(21)输出功率的指令，给振镜(22)打印形状和运转速度的指令；送料控制器(34)连接送料器(1)，并对其中输送物料预热温度和输出速率给出指令；校准器(35)与第一温度采集(31)和送料控制器(34)相连接，并将送料控制器(34)对物料的预热温度和第一红外测温仪(41)的测得的实时预热温度数据对比，如果温度相差超过10℃，将发送指令到反馈及报错装置(36)；反馈及报错装置(36)与校准器(35)相连，其内部存储有各种材料的最佳打印温度数据值，并实时与校准器(35)中的温度数据对比，一旦温差大于10℃，将给出报警提示。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于，所述的送料器(1)能对其中物料进行均匀预热和输送，其预热的温度可以控制在100～500℃，控温精度为±5℃，输送速率可以控制在0～2m/s。