[实用新型]基于连续脉冲激光的3D打印装置

说明书

一种基于连续脉冲激光的3D打印装置，包括：成型工作台，设置在成型工作室内；铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；光纤激光器，包括依次设置的连续激光种子源和脉冲激光种子源、光纤耦合器及光纤放大器，所述连续激光种子源和脉冲激光种子源输出的光束经过光纤耦合器及光纤放大器后输出连续激光或脉冲激光；激光控制模块，与所述光纤激光器连接，用于控制所述光纤激光器输出连续激光或脉冲激光；扫描振镜，用于将所述连续激光或脉冲激光通过扫描振镜聚焦在铺设粉末的成型工作台，其中：所述连续激光用于对所述铺设粉末的成型工作台扫描成型，所述脉冲激光用于对打印成形件边缘进行精密加工。所述3D打印装置稳定性高，成本低。

技术领域

本实用新型涉及一种激光3D打印技术，尤其涉及一种基于连续脉冲激光的选区激光熔化3D打印装置。

背景技术

选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术是目前金属3D打印技术中成形精度最高的成形方法，SLM技术是利用高密度激光斑点在具有保护气氛的箱体里进行的二维图形的快速扫描，使熔化的金属粉末材料凝固成20μm-30μm的薄层，并逐层堆积打印出精密的3D成形件，广泛应用于航空航天，生物医疗等行业的精密零部件、植入器件制造。尽管SLM打印精度可达到0.05mm-0.02mm，但受制于粉末粒度，激光聚焦光斑尺寸、逐层打印等材料与工艺因数，SLM技术成形零部件的尺寸精度和表面粗糙度仍然无法满足高精密零部件的精度要求。

脉冲光纤激光器具有高稳定性、低成本、高峰值功率等优势，采用这种超快脉冲激光器加工脆硬、超薄材料，割口光滑(粗糙度Ra＜1.0μm)无热损伤，属于冷加工，是目前材料微加工领域出现的“颠覆性技术”。然而，目前国外进口的皮秒固体脉冲激光器价格昂贵，系统复杂，稳定性差，根本无法应用于SLM快速成形的精密加工。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种基于连续脉冲激光的3D打印装置，可满足高稳定性、低成本的要求。

一种基于连续脉冲激光的3D打印装置，包括：成型工作台，设置在成型工作室内；铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；光纤激光器，包括依次设置的连续激光种子源和脉冲激光种子源、光纤耦合器及光纤放大器，所述连续激光种子源和脉冲激光种子源输出的光束经过光纤耦合器及光纤放大器后输出连续激光或脉冲激光；激光控制模块，与所述光纤激光器连接，用于控制所述光纤激光器输出连续激光或脉冲激光；扫描振镜，用于将所述光纤激光器输出的连续激光或脉冲激光通过扫描振镜聚焦在铺设粉末的成型工作台，其中：所述连续激光用于对所述铺设粉末的成型工作台扫描成型，所述脉冲激光用于对打印成形件边缘进行精密加工。

进一步地，激光束的光斑尺寸可以通过光束直径调节器进行调节。

进一步地，所述扫描振镜的扫描速度为0～10000mm/s，优选为200-5000mm/s，扫描间距为40μm-70μm。

进一步地，所述连续激光的波长为1.06μm，光斑尺寸为30μm-200μm、功率为40W-2000W；及/或

所述脉冲激光的脉冲宽度为200ps～0.4ps，光斑尺寸为30μm-100μm，脉冲峰值功率大于100KW。

进一步地，所述连续激光成形的粉末厚度为20μm-80μm，脉冲激光对已成形轮廓的加工为5μm-60μm。

进一步地，所述成型工作室为封闭密封腔，其内为真空或充盈预定浓度的惰性气体。

进一步地，所述基于连续脉冲激光的3D打印装置还包括：抽真空装置，用于对所述成型工作室抽真空处理。

进一步地，所述基于连续脉冲激光的3D打印装置还包括：气体供应装置，用于向所述成型工作室内充入惰性气体。

进一步地，所述基于连续脉冲激光的3D打印装置还包括：气体循环净化装置，用于对所述成型工作台内的气体进行循环净化及氧浓度控制。