[发明专利]一种线阵式激光3D打印装置及方法

权利要求书

1.一种线阵式激光3D打印装置，其特征在于：其包括：

激光束整形模块，用于将激光器发出的圆形发散激光束整形为线状平行激光束，激光束整形模块包括：

激光准直镜片，用于将激光器发出的圆形发散激光束准直为圆形平行激光束；

鲍威尔棱镜，用于将圆形平行激光束整形为长条形的线状发散激光束；

平场镜片，用于将线状发散激光束准直为线状平行激光束；

激光束调制模块，所述的激光束调制模块采用多通道光栅光头装置，其包括声光调制器、控制电路以及与小光束一一对应的超声波转换器，声光调制器用于产生超声波并传入声光介质，使得线状平行激光束透过声光介质时产生衍射，并形成多道小光束，控制电路用于控制各超声波转换器的开关状态，超声波转换器用于控制对应小光束的偏折，进而改变小光束穿过激光束调制模块的通断状态；

动态对焦模块，用于改变透过激光束调制模块的小光束的折射角，进而对不同扫描位置的焦距长度的变化进行实时动态补偿；

激光成像模块，用于对小光束进行聚焦；

扫描振镜模块，用于反射聚焦后的小光束，使小光束照射到工作面上完成扫描；

所述的动态对焦模块和所述的激光成像模块之间还设有动态倍率补偿模块，用于对从激光束调制模块射出的各小光束进行实时动态补偿调节，使得经过激光成像模块成像和扫描振镜模块反射后投射到工作面上不同位置处的光斑大小相同，动态倍率补偿模块还包括音圈电机和控制电路，所述的动态对焦模块和动态倍率补偿模块均通过音圈电机驱动，音圈电机由控制电路控制。

2.根据权利要求1所述的线阵式激光3D打印装置，其特征在于：所述的激光成像模块采用由两种不同的光学材料制成的成像透镜。

3.根据权利要求1所述的线阵式激光3D打印装置，其特征在于：所述的扫描振镜模块配有两个旋转电机，用于控制扫描振镜模块的反射角度。

4.一种基于权利要求1所述的线阵式激光3D打印装置的3D打印方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1)采用激光束整形模块将激光器发出的发散圆形激光束整形为线状平行激光束；

2)采用激光束调制模块将线状平行激光束分割成若干小光束，并对所有小光束进行独立控制；

3)采用动态对焦模块改变透过激光束调制模块的小光束的折射角，进而对不同扫描位置的焦距长度的变化进行实时动态补偿；

4)采用激光成像模块对小光束进行聚焦；

5)采用扫描振镜模块反射聚焦后的小光束，使小光束照射到工作面上完成成像。

5.根据权利要求4所述的基于线阵式激光3D打印装置的3D打印方法，其特征在于：所述的步骤1）的具体步骤包括：

1.1）采用激光准直镜片将激光器发出的发散圆形激光束准直为圆形平行激光束；

1.2）采用鲍威尔棱镜将圆形平行激光束整形为长条形的线状发散激光束；

1.3）采用平场镜片将线状发散激光束准直为线状平行激光束。

6.根据权利要求4所述的基于线阵式激光3D打印装置的3D打印方法，其特征在于：所述的步骤3）中采用动态对焦模块对不同扫描位置的焦距长度的变化进行实时动态补偿后，还采用动态倍率补偿模块对各小光束进行实时动态补偿调节，使得经过激光成像模块成像和扫描振镜模块反射后投射到工作面上不同位置处的光斑大小相同。