激光投影系统和3D打印机技术方案

本实用新型专利技术公开一种激光投影系统和3D打印机，其中，激光投影系统，包括：扩束镜组；准直镜组，设置在所述扩束镜组的光路方向的前端；投影组件，所述投影组件具有激光入射端和激光出射端，所述准直镜组设置在所述投影组件的光路方向的后端，且朝向所述激光入射端设置，以使激光经所述准直镜组射入所述激光入射端，所述投影组件包括设置在所述激光入射端和所述激光出射端之间的DMD芯片，所述DMD芯片用以将从所述激光入射端射入的激光投影；控制系统，用于控制所述DMD芯片的投影形状。本实用新型专利技术技术方案投影的影像能量分布均匀。

Laser Projection System and 3D Printer

【技术实现步骤摘要】
激光投影系统和3D打印机
本技术涉及3D打印领域，特别涉及一种激光投影系统和3D打印机。
技术介绍
激光投影系统是一种将激光进行投影的系统，其在多个领域已经得以应用，例如3D打印领域。3D打印技术自1986美国科学家CharlesHull开发了第一台商业3D印刷机之后的发展给制造业带来了一个新的方向，随着近些年的发展，市场对3D打印机的打印精度要求越来越高。现有的激光投影系统投影出的影像的存在功率分布不均的缺点，而3D打印机的激光投影系统用于输出激光加热粉体材料，容易导致打印出的产品的精度无法满足要求。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种激光投影系统，旨在使得激光投影系统投影的影像的能量分布更加均匀。为实现上述目的，本技术提出的激光投影系统，包括：扩束镜组；准直镜组，设置在所述扩束镜组的光路方向的前端；投影组件，所述投影组件具有激光入射端和激光出射端，所述准直镜组设置在所述投影组件的光路方向的后端，且朝向所述激光入射端设置，以使激光经所述准直镜组射入所述激光入射端，所述投影组件包括设置在所述激光入射端和所述激光出射端之间的DMD芯片，所述DMD芯片用以将从所述激光入射端射入的激光投影；控制系统，用于控制所述DMD芯片的投影形状。可选地，所述准直镜组包括：一级准直镜，设置在所述扩束镜组的光路方向的前端；以及，二级准直镜，设置在所述一级准直镜的光路方向的前端。可选地，所述扩束镜组包括可调型扩束镜，所述可调型扩束镜包括镜筒、间隔设置在所述镜筒中的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜、所述第二透镜和所述镜筒轴向相同，且所述第一透镜和/或所述第二透镜在其轴向活动设置在所述镜筒内。可选地，所述第一透镜和/或所述第二透镜的边缘设有边框，所述边框与所述镜筒通过螺纹活动连接。可选地，所述扩束镜组和所述准直镜组同轴设置。本技术还提出一种3D打印机，包括：上述激光投影系统；红外激光器，所述红外激光器设置在所述扩束镜组远离所述投影组件的一侧，且所述红外激光器朝向所述扩束镜组设置；以及，工作台，用于铺设粉体材料，所述工作台面向所述激光出射端设置，以使所述投影组件投影在所述工作台上。可选地，所述红外激光器为二氧化碳红外激光器。可选地，所述工作台包括预热装置，用以预热所述粉体材料。可选地，所述预热装置为电加热装置。可选地，所述3D打印机包括多个所述激光投影系统，且该多个激光投影系统的投影在所述工作台重合。本技术技术方案通过采用所述扩束镜组对激光进行扩束，然后所述准直镜再用以对扩束后的激光进行准直，使得射入所述投影组件中DMD芯片上的激光的功率分布更加均匀，激光的光线的入射角度更加一致；能够防止DMD芯片上的部分微镜受照射功率过大而升温过高导致失效，同时还能提升所述投影组件输出的投影的精度，且使得投影的功率分布更加均匀。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本技术3D打印机一实施例的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100红外激光器200扩束镜组300准直镜组400投影组件410DMD芯片420激光入射端430激光出射端500工作台510预热装置600控制系统本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，若本技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个技术方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。本技术提出一种激光投影系统。3D打印机中的DMD芯片410具有很多的微镜反射面(微镜反射面的数量和分辨率有关，例如，如需投影出4K分辨率的影像，则理论上至少需要4096×2160＝8847360个微镜反射面)，DMD的控制器可以单独控制每个微镜反射面的方向，精确投影出需要的图形。DMD芯片410对光的吸收较多，当照射在所述DMD芯片410上的微镜反射面激光功率较大时，具有该微镜反射面的微镜会因高温而失效；当照射到DMD芯片410上的激光束的功率分布不均匀时，容易导致某一部分的微镜因温度过高而损坏。在本技术实施例中，如图1所示，该激光投影系统，包括：扩束镜组200；准直镜组300，设置在所述扩束镜组200的光路方向的前端；投影组件400，所述投影组件400具有激光入射端420和激光出射端430，所述准直镜组300设置在所述投影组件400的光路方向的后端，且朝向所述激光入射端420设置，以使激光经所述准直镜组300射入所述激光入射端420，所述投影组件400包括设置在所述激光入射端420和所述激光出射端430之间的DMD芯片410，所述DMD芯片410用以将从所述激光入射端420射入的激光投影；控制系统600，用于控制所述DMD芯片410的投影形状。激光经所述扩束镜组200扩束后射向所述准直镜组300，然后经所述准直镜组300准直后再照射到所述DMD芯片410上，所述控制系统600控制DMD芯片410将激光束转换成投影。本技术技术方案通过采用扩束镜组200对激光进行扩束，然后采用准直镜组300对扩束后的激光进行准直，使得射向所述DMD芯片410的激光具有更加均匀的功率密度，且使得该激光中的光线的入射角度更加一致；激光的功率密度均匀使得照射到DMD芯片410上的单个微镜受照射激光功率更加一致，能够避免激光照射到DMD芯片410上部分微镜上的功率过大，使得该部分微镜温度过高而导致失效，具有保护DMD芯片410的作用；射向所述DMD芯片410的激光功率密度均匀，光线的入射角度一致，能够使得控制系统600控制DMD芯片410形成的投影功率分布均匀、精度高，从而使得打印的精度高。进一步地，在本实施例中，所述准直镜组300包括：一级准直镜，设置在所述扩束镜组200的光路方向的前端；以及，二级准直镜，设置在所述一级准直镜的光路方向的前端。激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光投影系统，其特征在于，包括：扩束镜组；准直镜组，设置在所述扩束镜组的光路方向的前端；投影组件，所述投影组件具有激光入射端和激光出射端，所述准直镜组设置在所述投影组件的光路方向的后端，且朝向所述激光入射端设置，以使激光经所述准直镜组射入所述激光入射端，所述投影组件包括设置在所述激光入射端和所述激光出射端之间的DMD芯片，所述DMD芯片用以将从所述激光入射端射入的激光投影；控制系统，用于控制所述DMD芯片的投影形状。

【技术特征摘要】
1.一种激光投影系统，其特征在于，包括：扩束镜组；准直镜组，设置在所述扩束镜组的光路方向的前端；投影组件，所述投影组件具有激光入射端和激光出射端，所述准直镜组设置在所述投影组件的光路方向的后端，且朝向所述激光入射端设置，以使激光经所述准直镜组射入所述激光入射端，所述投影组件包括设置在所述激光入射端和所述激光出射端之间的DMD芯片，所述DMD芯片用以将从所述激光入射端射入的激光投影；控制系统，用于控制所述DMD芯片的投影形状。2.如权利要求1所述的激光投影系统，其特征在于，所述准直镜组包括：一级准直镜，设置在所述扩束镜组的光路方向的前端；以及，二级准直镜，设置在所述一级准直镜的光路方向的前端。3.如权利要求1所述的激光投影系统，其特征在于，所述扩束镜组包括可调型扩束镜，所述可调型扩束镜包括镜筒、间隔设置在所述镜筒中的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜、所述第二透镜和所述镜筒轴向相同，且所述第一透镜和/或所述第二透镜在其轴向活动设置在所述镜筒内。4.如权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘业，吴敏，蒋荣归，
申请(专利权)人：深圳升华三维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44