[发明专利]用于激光选区熔化的铺粉设备振镜输入光路调节装置与调节方法

说明书

本发明提供一种用于激光选区熔化的铺粉设备振镜输入光路调节装置与调节方法，其中调节装置包括：纵长导轨；设置在纵长导轨上并可沿着导轨滑动的第一滑块和第二滑块；支撑架；十字测微尺安装架和十字测微尺；光学系统，安装在所述支撑架上，并且其出光端朝向十字测微尺，用于发射激光束；扩束镜组件，设置在所述光学系统的出光光路中，用于对朝向十字测微尺发射的激光束进行扩束整形；以及光学微调系统，安装在所述支撑架上，用于调整扩束镜组件的位置。本发明的铺粉设备振镜输入光路调节装置通过扩束镜后的光斑中心位置及直径大小的测量，准确计算光束准直性及相应的调节方式，对振镜前端输入光路进行调节校准。

技术领域

本发明涉及激光选区熔化增材制造技术领域，尤其是振镜系统校准，具体而言涉及一种用于激光选区熔化的铺粉设备振镜输入光路调节装置与调节方法。

背景技术

在增材制造技术领域，激光选区熔化工艺具有更优良的成型性能、极高的成型精度。激光选区熔化系统通常包括控制系统、铺粉系统、氛围保护系统、激光扫描系统四个系统，实现增材制造功能和精度控制，同时这也是影响成型的主要误差来源。

从光纤发出的激光束是影响成型效果的第一个因素，需要良好的准直性，否则会影响打印质量，甚者烧损光学元件及在设备腔体内散射产生热量。但该问题并没有被关注和解决，市面上的产品多依靠机械间的配合准直激光，而初期粗糙的调节产生的误差是后期振镜校准时无法修正的。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于激光选区熔化的铺粉设备振镜输入光路调节装置与调节方法，解决了现有铺粉设备光路调准直、调中过程中存在的操作过程复杂、调不准以至烧损镜片的问题。

根据本发明目的的第一方面提出一种用于激光选区熔化的铺粉设备振镜输入光路调节装置，包括：

纵长导轨；

设置在纵长导轨上并可沿着导轨滑动的第一滑块和第二滑块；

设置在第一滑块上的支撑架，所述支撑架与第一滑块被限位在所述纵长导轨的一端；

设置在第二滑块上的十字测微尺安装架和十字测微尺，十字测微尺固定安装在十字测微尺安装架上，并被设置可通过十字测微尺安装架来调整其在竖直平面内的位置；所述

光学系统，安装在所述支撑架上，并且其出光端朝向十字测微尺，用于发射激光束；其包括光纤准直头以及光纤头固定套；

扩束镜组件，设置在所述光学系统的出光光路中，用于对朝向十字测微尺发射的激光束进行扩束整形；以及

光学微调系统，安装在所述支撑架上，用于调整扩束镜组件的位置。

根据本发明目的的第二方面提出一种振镜输入光路调节校准方法，包括以下步骤：

步骤1：振镜输入光路调节校准系统搭建，包括：步骤1.1：将光纤准直头穿过光纤头固定套，用顶丝将光纤准直头和光纤头固定套锁紧；步骤:1.2：将步骤1.1装配好的组件与支撑架锁紧连接；步骤1.3：将步骤1.2装配好的组件和扩束镜安装套锁紧连接；步骤1.4：将步骤1.3装配好的组件安装在第一滑块上并锁紧，第一滑块与纵长导轨锁紧固定；将十字测微尺安装在第二滑块的十字测微尺安装架上并锁紧，移动第二滑块使其靠近光纤准直头的输出端，再将第二滑块和纵长导轨锁紧固定；

步骤2、通过激光器控制系统打开指示用的532nm红色可见光，通过光纤准直头输出的平行光束投射在位于其前端放置的十字测微尺上，正视十字测微尺读出激光光斑边界落在标尺的刻度上的示数，分别记X、Y方向的读数为x_R、x_L、y_R、y_L，调节十字测微尺在竖直平面内的位置，使：x_R+x_L＝0，y_R+y_L＝0，即十字测微尺的刻度线相交中心与激光光斑圆心重合，完成系统调零；