【技术实现步骤摘要】
本技术涉及激光打印，尤其涉及一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置。
技术介绍
1、传统激光3d打印装置在打印过程中通常以连续或脉冲激光烧结金属粉末，然而，由于3d打印的层层叠加特性，这种方式存在一些问题，例如，烧结部分容易形成微小孔隙，构件可能出现残余应力和结构缺陷。这些因素共同导致构件致密性下降，进而对产品的整体性能和稳定性造成不利影响。
技术实现思路
1、本技术提供一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，用以解决现有3d打印技术打印的构件存在整体性能和稳定性较差的问题。
2、本技术提供一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，包括：
3、激光振荡单元，包括光学谐振腔、振荡增益介质、驱动电源、半导体泵浦模块和声光/电光调制器，所述振荡增益介质、所述半导体泵浦模块以及所述声光/电光调制器均设置于所述光学谐振腔内，所述声光/电光调制器设置于所述振荡增益介质输出的激光光路上，或者设置于相邻两个所述振荡增益介质之间，所述半导体泵浦模块设置于对应的所述振荡增益介质的外周，所述驱动电源与所述半导体泵浦模块电连接；
4、模式切换单元，与所述驱动电源以及所述声光/电光调制器电连接，所述模式切换单元用于控制所述声光/电光调制器的开关状态；在所述声光/电光调制器处于关闭状态的情况下，当所述模式切换单元输出连续电信号或长脉冲电信号时，所述激光装置处于连续激光模式或者长脉冲激光模式运转，以快速烧结金属粉末；在所述声光/电光调制器处于开启状态的情况下，
5、激光放大单元，设置于所述光学谐振腔输出的激光光路上，所述激光放大单元用于对所述光学谐振腔输出的激光进行放大。
6、根据本技术实施例提供的一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，还包括：
7、激光扫描单元，包括光束直径调节器，设置于所述激光放大单元输出的激光光路上，所述光束直径调节器用于调节激光的光斑尺寸。
8、根据本技术实施例提供的一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，所述激光扫描单元还包括：
9、扫描振镜，设置于所述光束直径调节器输出的激光光路上，用于将所述光束直径调节器输出的激光反射并聚焦到所需加工成型平台上。
10、根据本技术实施例提供的一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，所述激光放大单元包括：
11、放大增益介质，用于对输入的激光进行放大；
12、第一组合全反射镜，设置于所述光学谐振腔输出的激光光路上，用于将所述光学谐振腔输出的激光反射至所述放大增益介质的内部；
13、第二组合全反射镜，设置于所述光学谐振腔输出的激光光路的一侧，用于将所述放大增益介质输出的激光反射至所述放大增益介质的内部。
14、根据本技术实施例提供的一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，所述激光振荡单元还包括：
15、双通道水冷器，与所述放大增益介质、所述振荡增益介质以及所述半导体泵浦模块连通，所述双通道水冷器用于对所述放大增益介质、所述振荡增益介质以及所述半导体泵浦模块进行冷却。
16、根据本技术实施例提供的一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，所述振荡增益介质与所述放大增益介质均掺杂钕或镱稀土离子，其中，所述振荡增益介质的中间区域掺杂钕或镱稀土离子，所述振荡增益介质的两端键合相同长度的白yag。
17、根据本技术实施例提供的一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，所述模式切换单元包括：
18、声光/电光驱动器，与所述声光/电光调制器电连接，用于控制所述声光/电光调制器的开关状态；
19、控制电路，与所述驱动电源以及所述声光/电光驱动器电连接；所述控制电路用于输出连续电信号、长脉冲电信号以及短脉冲电信号。
20、根据本技术实施例提供的一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，在所述连续激光模式下，所述激光装置的输出功率为100w-20kw；在所述长脉冲激光模式下，所述激光装置输出激光的脉冲宽度为100μs-1000μs，激光的重复频率为100hz-10khz，所述激光装置的峰值功率为10kw-200kw；在所述短脉冲激光模式下，所述激光装置输出激光的脉冲宽度为10ns-1000ns，激光的重复频率为100hz-1khz，所述激光装置的峰值功率为100kw-2000kw。
21、根据本技术实施例提供的一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，所述光学谐振腔包括间隔设置的全反射镜和耦合输出镜，所述振荡增益介质、所述半导体泵浦模块和所述声光/电光调制器均设置于所述全反射镜和所述耦合输出镜之间，所述耦合输出镜位于所述声光/电光调制器与所述激光放大单元之间。
22、根据本技术实施例提供的一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，所述全反射镜的表面镀有1.06μm或1.03μm波长的全反膜，所述全反射镜的反射率r>99％；所述耦合输出镜的表面镀有1.06μm或1.03μm波长的反射膜，所述耦合输出镜的反射率r≤90％。
23、本技术实施例提供的兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，具有连续激光模式、长脉冲激光模式和短脉冲激光模式三种模式，连续激光模式和长脉冲激光模式输出的激光适用于快速烧结金属粉末并成型轮廓，短脉冲激光模式输出的激光可以诱导激波冲击，对烧结构件进行加固，有利于提升构件的致密度和结构强度，本技术的激光装置可满足不同的打印要求，成本较低，有利于高效、高质量金属制品生产。
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1.一种兼具高效打印和逐层强化的3D打印激光装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的兼具高效打印和逐层强化的3D打印激光装置，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的兼具高效打印和逐层强化的3D打印激光装置，其特征在于，所述激光扫描单元(40)还包括：
4.根据权利要求1至3任意一项所述的兼具高效打印和逐层强化的3D打印激光装置，其特征在于，所述激光放大单元(30)包括：
5.根据权利要求4所述的兼具高效打印和逐层强化的3D打印激光装置，其特征在于，所述激光振荡单元(10)还包括：
6.根据权利要求4所述的兼具高效打印和逐层强化的3D打印激光装置，其特征在于，所述振荡增益介质(12)与所述放大增益介质(31)均掺杂钕或镱稀土离子，其中，所述振荡增益介质(12)的中间区域掺杂钕或镱稀土离子，所述振荡增益介质(12)的两端键合相同长度的白YAG。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的兼具高效打印和逐层强化的3D打印激光装置，其特征在于，所述模式切换单元(20)包括：
8.根据权利要求1
9.根据权利要求1至3任意一项所述的兼具高效打印和逐层强化的3D打印激光装置，其特征在于，所述光学谐振腔(11)包括间隔设置的全反射镜(15)和耦合输出镜(16)，所述振荡增益介质(12)、所述半导体泵浦模块(13)和所述声光/电光调制器(14)均设置于所述全反射镜(15)和所述耦合输出镜(16)之间，所述耦合输出镜(16)位于所述声光/电光调制器(14)与所述激光放大单元(30)之间。
10.根据权利要求9所述的兼具高效打印和逐层强化的3D打印激光装置，其特征在于，所述全反射镜(15)的表面镀有1.06μm或1.03μm波长的全反膜，所述全反射镜(15)的反射率R>99％；所述耦合输出镜(16)的表面镀有1.06μm或1.03μm波长的反射膜，所述耦合输出镜(16)的反射率R≤90％。
...【技术特征摘要】
1.一种兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，其特征在于，所述激光扫描单元(40)还包括：
4.根据权利要求1至3任意一项所述的兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，其特征在于，所述激光放大单元(30)包括：
5.根据权利要求4所述的兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，其特征在于，所述激光振荡单元(10)还包括：
6.根据权利要求4所述的兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，其特征在于，所述振荡增益介质(12)与所述放大增益介质(31)均掺杂钕或镱稀土离子，其中，所述振荡增益介质(12)的中间区域掺杂钕或镱稀土离子，所述振荡增益介质(12)的两端键合相同长度的白yag。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，其特征在于，所述模式切换单元(20)包括：
8.根据权利要求1至3任意一项所述的兼具高效打印和逐层强化的3d打印激光装置，其特征在于，在所述连续激光模式下，所述激光装置的...
【专利技术属性】
技术研发人员：薄勇，杨峰，吴健宏，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：新型
国别省市：
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