[发明专利]激光3D打印机及其调焦系统及方法

权利要求书

1.一种3D打印调焦系统，应用于激光3D打印机，其特征在于，该系统包括：

机架，所述机架包括本体和支撑架，所述支撑架移动地装配于所述本体；

激光光路系统，用于输出一激光束，所述激光光路系统设置于所述支撑架上；基准基板；

测试板，装配于该基准基板上，且该测试板的表面与该基准基板的表面共面；

控制器，用于控制该基准基板从一第一位置步进N次到达一第二位置，第一位置及第二位置相对于基板零位对称，每次步进距离相同；且基准基板每步进一次，该控制器控制该激光光路系统在该测试板上蚀刻一刻痕以形成N个刻痕，且N个刻痕同心且等间距排列；其中，N为大于等于三的整数，该基板零位是指当该基准基板的表面与该激光3D打印机的工作平台的表面共面时，该基准基板的位置；以及

摄像头，用于在该基准基板完成N次步进后，对该测试板上形成的刻痕进行拍照，并将拍摄的照片输出至控制器；

其中，该控制器还用于根据该照片中各刻痕变化的趋势，识别出一中间刻痕，根据该中间刻痕的位置确定形成该中间刻痕时基准基板的位置以及此时基准基板与基板零位的高度差。

2.如权利要求1所述的3D打印调焦系统，其特征在于：所述测试板由氧化铝材料制成，颜色为灰黑色。

3.如权利要求1所述的3D打印调焦系统，其特征在于：每一所述刻痕的形状为多边形、圆形、椭圆形、弧形中的一种。

4.如权利要求1所述的3D打印调焦系统，其特征在于：还包括第一驱动结构，设置于激光3D打印机的成型缸内；该第一驱动结构用于承载基准基板，并在该控制器的控制下驱动基准基板作步进移动。

5.如权利要求1所述的3D打印调焦系统，其特征在于：还包括连接至该激光光路系统的第二驱动结构，该控制器根据该高度差控制该第二驱动结构驱动激光光路系统移动，使该激光束聚焦于该基板零位。

6.如权利要求1所述的3D打印调焦系统，其特征在于：该控制器根据各所述刻痕的亮度以及宽度变化趋势，识别出该中间刻痕。

7.一种3D打印调焦方法，用于对激光3D打印机的激光光路系统输出的激光束进行调焦，该方法包括如下步骤：

提供一基准基板及一测试板，该测试板装配于该基准基板上，且该测试板的表面与该基准基板的表面共面；

控制该基准基板从一第一位置步进N次到达一第二位置，第一位置及第二位置相对于基板零位对称，每次步进距离相同；且基准基板每步进一次，控制该激光光路系统在该测试板上蚀刻一刻痕以形成N个刻痕，且N个刻痕同心且等间距排列；其中，N为大于等于三的整数，该基板零位是指当该基准基板的表面与该激光3D打印机的工作平台的表面共面时，该基准基板的位置；

在该基准基板完成N次步进后，对该测试板上形成的刻痕进行拍照；

根据拍摄的照片中各刻痕变化的趋势，识别出一中间刻痕，根据该中间刻痕的位置确定形成该中间刻痕时基准基板的位置以及此时基准基板与基板零位的高度差；以及

根据该高度差相应调整该激光光路系统的位置，以调整该激光束的焦点位置。

8.如权利要求7所述的3D打印调焦方法，其特征在于：该控制器根据各所述刻痕的亮度以及宽度变化趋势，识别出该中间刻痕。

9.如权利要求7所述的3D打印调焦方法，其特征在于：当形成该中间刻痕时该基准基板的位置与该基板零位之间的高度差为正值，则控制该激光光路系统下降该高度差的值对应的距离；当形成该中间刻痕时基准基板的位置与该基板零位之间的高度差为负值，则控制该激光光路系统上升该高度差的值对应的距离。

10.一种激光3D打印机，包括用于进行3D打印的工作平台，其特征在于：所述激光3D打印机还包括如权利要求1-6任一项所述的调焦系统。