[发明专利]用于制造三维物体的扫描系统、方法及三维物体制造设备

说明书

技术领域

本发明属于增材制造扫描技术领域，具体涉及一种用于制造三维物体的扫描系统、方法及三维物体制造设备。

背景技术

增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM）是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，自二十世纪八十年代末发展至今，己成为现代先进制造技术中的一项支柱技术。选区激光熔化技术（Selective Laser Melting，简称SLM）是近年来发展迅速的增材制造技术之一，其以粉末材料为原料，采用激光对三维实体的截面进行逐层扫描完成原型制造，不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，应用范围广。选区激光熔化工艺的基本过程是：送粉装置将一定量粉末送至工作台面，铺粉装置将一层粉末材料平铺在活塞已成型零件的上表面，振镜控制激光器按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末的温度升至熔化点，粉末熔化烧结并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺粉装置又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个三维实体制造。

在上述增材制造技术的具体应用中，为了扩大扫描区域以及提高扫描效率，现有技术中出现了采用多激光器对工作区域进行扫描，但针对一个工作包的每一层的相同区域一般采用同一个激光器进行扫描烧结，然而由于各激光器之间一般都存在一定差异，长时间衰减的曲线也无法保证完全一致，从而就导致不同区域烧结工件的强度存在差异，并且由于一个工件的工作包少则几百层，多则上万层，因此随着烧结层数的增加误差也在不断累加，从而严重影响了工件的烧结质量。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种避免能量差异化累积，并提高三维物体制件烧结质量的用于制造三维物体的扫描系统、方法及三维物体制造设备。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于制造三维物体的扫描系统，包括第一激光器、第二激光器、光路调节单元和控制单元，所述控制单元包括：

第一扫描控制模块，用于在接收到扫描指令时，将第一激光器发出的激光在光路调节单元的调节下，扫描烧结工作区域的第一区域，同时，将第二激光器发出的激光在光路调节单元的调节下，扫描烧结工作区域的第二区域；以及

第二扫描控制模块，用于在预设层数扫描烧结完成后，且接收到扫描指令时，将第一激光器发出的激光在光路调节单元的调节下，扫描烧结工作区域的第二区域，同时，将第二激光器发出的激光在光路调节单元的调节下，扫描烧结工作区域的第一区域。

作为本发明的进一步优选方案，所述光路调节单元包括第一振镜、第二振镜、驱动单元以及由两块上下安装且夹角大于0度，小于180度的反射镜组成的光学镜片，通过驱动单元驱动光学镜片的上升或下降，将第一激光器发出的激光在光学镜片的上反射镜或下反射镜的反射，以及第一振镜或第二振镜的控制下，扫描烧结工作区域的第一区域或第二区域；同时将第二激光器发出的激光在光学镜片的上反射镜或下反射镜的反射，以及第一振镜或第二振镜的控制下，扫描烧结工作区域的第二区域或第一区域。

作为本发明的进一步优选方案，所述第一激光器和第二激光器设置在第一直线上，所述第一振镜和第二振镜设置在第二直线上，且第一直线与第二直线相交且呈60度或90度夹角，所述光学镜片位于第一直线和第二直线的交点上，且光学镜片垂直第一直线和第二直线所确定的平面。

作为本发明的进一步优选方案，所述光路调节单元包括第一振镜、第二振镜、驱动单元以及在驱动单元的驱动下可进行旋转运动的反射镜片，通过将反射镜片旋转为初始位置，使得第一激光器发出的激光在反射镜片的反射，以及第一振镜或第二振镜的控制下，扫描烧结工作区域的第一区域，同时第二激光器发出的激光在反射镜片的反射，以及第一振镜或第二振镜的控制下，扫描烧结工作区域的第二区域，并控制反射镜片旋转预设角度，且在反射镜片旋转预设角度后，将第一激光器发出的激光在反射镜片的反射，以及第一振镜或第二振镜的控制下，扫描烧结工作区域的第二区域，同时，将第二激光器发出的激光在反射镜片的反射，以及第一振镜或第二振镜的控制下，扫描烧结工作区域的第一区域。

作为本发明的进一步优选方案，所述预设角度大于0度，且小于180度。

作为本发明的进一步优选方案，所述第一激光器和第二激光器设置在第一直线上，所述第一振镜和第二振镜设置在第二直线上，且第一直线与第二直线相交且呈60度或90度夹角，且所述反射镜片位于第一直线和第二直线的交点上。