【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種3d激光打印，特別涉及一種3d打印設備及分列、順序位移、靜止、補償掃描方法。
技術介紹
1、3d打印3c(computer?communication?consumer?electronics，即計算機、通訊、消費電子)類設備是當代增材制造領域發展快、量大面廣，運行slm工藝的先進設備。其產量和市值逐年上升，可以與軍工類3d打印設備媲美。3d打印3c類設備明顯的特點是，成形件的掃描面積小、高度小，層數少，成形件無需拼接。
2、3c類設備均為小、中型設備，僅有1～2束激光(最近才出現了6束激光的機型)。3c類零件是大量生產的產品，特別強調設備的產量。此外，3c類設備是高掃描精度的設備，為了提高掃描精度，振鏡與掃描場的位置關系是固定的。上述種種原因造成3c類設備，激光掃描時間對于輔助時間(換層鋪粉。清粉、開門、取件、裝板、關門、充氣、鋪粉)的時間占比——《掃描時間占比》小，大量的時間為輔助時間，嚴重影響生產效率。如何提高3d打印3c類設備的生產效率是業界關心而尚未解決的重要問題。
技術實現思路
1、為了彌補以上不足，本專利技術提供了一種3d打印設備及分列、順序位移、靜止、補償掃描方法，該3d打印設備采用分列、順序位移、靜止、補償掃描方法進行激光掃描成型能夠有效提高產品成型精度和生產效率，保證產品成型質量穩定性。
2、本專利技術為了解決其技術問題所采用的技術方案是：一種分列、順序位移、靜止、補償掃描方法，設x軸和y軸在水平面上沿相互垂直的兩個方向
3、步驟一：對掃描場進行劃分：將掃描場劃分為若干平行于y軸的列，將每列掃描場劃分為若干沿y方向排列的掃描分區；
4、步驟二：在掃描場上方設置沿x軸平移的移動框架，移動框架的長度和寬度與一列掃描場對應，移動框架上安裝若干組激光掃描模組，每組激光掃描模組能夠對一列掃描場中的一個掃描分區進行掃描；
5、步驟三：移動框架在掃描場上方沿著x軸正向順序的間歇移動，當移動框架從掃描場x方向一端移動到另一端后，移動框架在掃描場上方沿著x軸反向順序的間歇移動，移動框架從一列掃描場移動到下一列相鄰的掃描場后保持靜止狀態設定時間；
6、步驟四：移動框架移動過程中，精密光柵閉環系統實時輸出移動框架的重復停位精度的理論值與實際值的差值(δx、δy)，并將該差值實時送入成形零件的stl分層文件中，進而實時修改各組激光掃描模組的掃描點的坐標數值，并形成修改stl分層文件；
7、步驟五：激光掃描模組按照修改stl分層文件進行優化路徑對其對應的掃描分區進行掃描，掃描過程完成后，移動框架移動到掃描場下一列位置上。
8、作為專利技術的進一步改進，所述步驟一中將掃描場劃分為4～6列，每列掃描場寬為250～400mm，每列掃描場劃分為6～10個獨立的掃描分區，每組激光掃描模組發射兩束激光。
9、作為專利技術的進一步改進，所述移動框架安在3d打印設備的激光光學層室內，移動框架通過沿x軸延伸的精密直線導軌進行導向，電機通過精密絲桿螺母系統對移動框架進行驅動，由位于在移動框架在y方向兩側的精密光柵對移動框架向兩側壁的x位移進行測量，精密光柵閉環系統根據兩個精密光柵的測量數據進行閉環計算獲得移動框架的重復停位精度的理論值與實際值的差值(δx、δy)。
10、作為專利技術的進一步改進，所述移動框架采用高剛度的簡支梁系統，移動框架的承載能力為300～800公斤，移動框架的撓度為0.1mm/m，移動框架位移的速度為125～200mm/s。
11、一種3d打印設備，包括激光光學室、成型室、成型缸、成型缸驅動系統、激光掃描模組、移動框架、移動框架驅動系統、精密光柵閉環系統、鋪粉系統和控制系統，所述激光光學室固定設于成型室正上方，激光光學室的底板上固定安裝有沿x方向延伸的精密直線導軌，移動框架能夠沿x方向滑動的安裝于所述精密直線導上，若干組激光掃描模組固定安裝于移動框架上，移動框架驅動系統驅動移動框架在激光光學室內沿x方向間歇移動，精密光柵閉環系統的光柵分別對移動框架在x方和y方向位移進行實時測量，精密光柵閉環系統能夠實時計算移動框架的重復停位精度的理論值與實際值的差值(δx、δy)，精密光柵閉環系統與控制系統進行通信，精密光柵閉環系統能夠將所述差值實時送入控制系統中成形零件的stl分層文件中，對stl分層文件各組激光掃描模組的掃描點的坐標數值進行實時修改，控制系統根據修改后的stl分層文件控制各組激光掃描模組調整掃描點位置，所述成型缸上端固定密封的安裝于成型室的成型底面上，成型缸驅動系統驅動成型缸的活塞間歇下降，成型缸的活塞上形成掃描場，鋪粉系統能夠給掃描場定量鋪粉，各組激光掃描模組發射的激光束能夠透過成型室上側透光板蓋板朝向與其正對的一列掃描場進行掃描成型，控制系統控制成型缸驅動系統、激光掃描模組、移動框架驅動系統和鋪粉系統按照設計條件間歇性啟停工作。
12、作為專利技術的進一步改進，所述移動框架包括高剛度的簡支梁框架、承載底座和支撐蓋板，所述支撐蓋飯和承載底座分別固定安裝于簡支梁框架上下兩端，激光掃描模組包括激光器、振鏡、準直鏡和光纖，若干組振鏡沿y方向間隔排列的固定安裝于承載底座上，若干組激光器沿y方向間隔排列的固定安裝于支撐蓋飯上，各個激光器分別通過光纖與各個振鏡連接實現激光束的傳遞。
13、作為專利技術的進一步改進，所述移動框架驅動系統包括電機、絲桿、絲桿安裝座和螺母固定塊，所述電機和絲桿安裝座分別固定安裝于激光光學室內，絲桿兩端分別與一個絲桿安裝座軸向止動且圓周方向能夠轉動的連接，絲桿沿x方向延伸，絲桿一端與電機動力輸出軸連接，螺母固定塊固定安裝于移動框架沿y方向的中間位置上，螺母固定塊與絲桿活動螺接。
14、作為專利技術的進一步改進，所述激光光學室底面上設有高強度水平基板，水平基板上設有若干組與掃描場的各個掃描分區一一對應的避空孔，激光掃描模組發射的激光束能夠經過所述避空孔射向成型室內的各個掃描分區，所述高強度水平基板上設有兩條沿x方向延伸的精密直線導軌，兩條精密直線導軌沿y方向間隔排列，兩條精密直線導軌的滑塊分別與移動框架的承載底座下側面固定連接。
15、作為專利技術的進一步改進，所述精密光柵閉環系統的兩條光柵分別固定安裝于激光光學室沿y方向的兩側，兩條光柵實時讀取移動框架沿y方向兩側的位置數據。
16、作為專利技術的進一步改進，所述成型室內沿x方向的一側壁上設有進風系統，成型室內沿x方向的另一側壁上設有出風系統。
17、本專利技術的有益技術效果是：本專利技術通過將掃描場劃分為多列，將激光掃描模組安裝在移動框架上，通過移動框架平移使得激光掃描模組順序與各列掃描場內的掃描分區正對掃描，逐列順序掃描，不允許跳列，可以避免空程，掃描時，移動框架保持靜止狀態，可以消除框架運動中的動態誤差，同時，還通過精密光柵閉環系統對移動框架停位精度進行實時檢測和補償，進而有效控制框架停位的精度，保證了掃描的圖形位置與前層的重合精度極高，充分全保證了3本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種分列、順序位移、靜止、補償掃描方法，其特征在于：設X軸和Y軸在水平面上沿相互垂直的兩個方向延伸，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的分列、順序位移、靜止、補償掃描方法，其特征是：所述步驟一中將掃描場劃分為4～6列，每列掃描場寬為250～400mm，每列掃描場劃分為6～10個獨立的掃描分區，每組激光掃描模組發射兩束激光。
3.如權利要求2所述的分列、順序位移、靜止、補償掃描方法，其特征是：所述移動框架安在3D打印設備的激光光學層室內，移動框架通過沿X軸延伸的精密直線導軌進行導向，電機通過精密絲桿螺母系統對移動框架進行驅動，由位于在移動框架在Y方向兩側的精密光柵對移動框架向兩側壁的X位移進行測量，精密光柵閉環系統根據兩個精密光柵的測量數據進行閉環計算獲得移動框架的重復停位精度的理論值與實際值的差值。
4.如權利要求2所述的分列、順序位移、靜止、補償掃描方法，其特征是：所述移動框架采用高剛度的簡支梁系統，移動框架的承載能力為300～800公斤，移動框架的撓度為0.1mm/m，移動框架位移的速度為125～200mm/s。
5.一種
6.如權利要求5所述的3D打印設備，其特征是：所述移動框架包括高剛度的簡支梁框架(201)、承載底座(202)和支撐蓋板(203)，所述支撐蓋飯和承載底座分別固定安裝于簡支梁框架上下兩端，激光掃描模組包括激光器(301)、振鏡(302)、準直鏡(303)和光纖(304)，若干組振鏡沿Y方向間隔排列的固定安裝于承載底座上，若干組激光器沿Y方向間隔排列的固定安裝于支撐蓋飯上，各個激光器分別通過光纖與各個振鏡連接實現激光束的傳遞。
7.如權利要求6所述的3D打印設備，其特征是：所述移動框架驅動系統包括電機、絲桿(204)、絲桿安裝座(205)和螺母固定塊(206)，所述電機和絲桿安裝座分別固定安裝于激光光學室內，絲桿兩端分別與一個絲桿安裝座軸向止動且圓周方向能夠轉動的連接，絲桿沿X方向延伸，絲桿一端與電機動力輸出軸連接，螺母固定塊固定安裝于移動框架沿Y方向的中間位置上，螺母固定塊與絲桿活動螺接。
8.如權利要求6所述的3D打印設備，其特征是：所述激光光學室底面上設有高強度水平基板(401)，水平基板上設有若干組與掃描場的各個掃描分區一一對應的避空孔(4011)，激光掃描模組發射的激光束能夠經過所述避空孔射向成型室內的各個掃描分區，所述高強度水平基板上設有兩條沿X方向延伸的精密直線導軌，兩條精密直線導軌沿Y方向間隔排列，兩條精密直線導軌的滑塊分別與移動框架的承載底座下側面固定連接。
9.如權利要求5所述的3D打印設備，其特征是：所述精密光柵閉環系統的兩條光柵分別固定安裝于激光光學室沿Y方向的兩側，兩條光柵實時讀取移動框架沿Y方向兩側的位置數據。
10.如權利要求5所述的3D打印設備，其特征是：所述成型室內沿X方向的一側壁上設有進風系統(501)，成型室內沿X方向的另一側壁上設有出風系統(502)。
...【技術特征摘要】
1.一種分列、順序位移、靜止、補償掃描方法，其特征在于：設x軸和y軸在水平面上沿相互垂直的兩個方向延伸，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的分列、順序位移、靜止、補償掃描方法，其特征是：所述步驟一中將掃描場劃分為4～6列，每列掃描場寬為250～400mm，每列掃描場劃分為6～10個獨立的掃描分區，每組激光掃描模組發射兩束激光。
3.如權利要求2所述的分列、順序位移、靜止、補償掃描方法，其特征是：所述移動框架安在3d打印設備的激光光學層室內，移動框架通過沿x軸延伸的精密直線導軌進行導向，電機通過精密絲桿螺母系統對移動框架進行驅動，由位于在移動框架在y方向兩側的精密光柵對移動框架向兩側壁的x位移進行測量，精密光柵閉環系統根據兩個精密光柵的測量數據進行閉環計算獲得移動框架的重復停位精度的理論值與實際值的差值。
4.如權利要求2所述的分列、順序位移、靜止、補償掃描方法，其特征是：所述移動框架采用高剛度的簡支梁系統，移動框架的承載能力為300～800公斤，移動框架的撓度為0.1mm/m，移動框架位移的速度為125～200mm/s。
5.一種用于實現權利要求1-4所述的分列、順序位移、靜止、補償掃描方法的3d打印設備，其特征是：包括激光光學室(40)、成型室(50)、成型缸(60)、成型缸驅動系統(70)、激光掃描模組、移動框架、移動框架驅動系統、精密光柵閉環系統、鋪粉系統和控制系統，所述激光光學室固定設于成型室正上方，激光光學室的底板上固定安裝有沿x方向延伸的精密直線導軌(80)，移動框架能夠沿x方向滑動的安裝于所述精密直線導上，若干組激光掃描模組固定安裝于移動框架上，移動框架驅動系統驅動移動框架在激光光學室內沿x方向間歇移動，精密光柵閉環系統的光柵(90)分別對移動框架在x方和y方向位移進行實時測量，精密光柵閉環系統能夠實時計算移動框架的重復停位精度的理論值與實際值的差值，精密光柵閉環系統與控制系統進行通信，精密光柵閉環系統能夠將所述差值實時送入控制系統中成形零件的stl分層文件中，對stl分層文件各組激光掃描模組的掃描點的坐標數值進行實時修改，控制系統根據修改后的stl分層文件控制各組激光掃描模組調整掃描點位置，所述成型缸上...
【專利技術屬性】
技術研發人員：顏永年，胡美婷，韓麗俊，顏家川，李曉予，
申請(專利權)人：江蘇永年激光成形技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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