一种3D打印机调焦装置的制作方法

一种3d打印机调焦装置
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印机技术领域，具体而言，涉及一种3d打印机调焦装置。


背景技术：

2.激光3d打印机，通过扫描振镜使用光斑在打印面上进行扫描打印，打印效率一直是激光3d打印的短板，为提升效率，通常采用增加激光头的数量的方式，比如中国专利cn210553017 u公开的一种具有多激光头的光敏3d打印机，包括机箱、液料池、托板、托板升降机构、激光发射装置和激光横移机构，所述液料池、托板升降机构和激光横移机构均安装于机箱内，托板升降机构设有两个且对称设置于液料池的左右两侧，托板设置于液料池内，托板的左右两端与两个托板升降机构一一对应连接，激光横移机构设置于液料池的上方，激光发射装置包括灯板、基座和激光头，灯板安装于激光横移机构上，基座设有多个且均通过可拆卸的方式安装于灯板上，激光头设有多个且一一对应安装于多个基座上。
3.通过增加激光头的数量来提升打印效率，意味着需要增加激光器数量以及振镜系统数量，成本也相应的增加。在不增加激光头数量的情况下，要提高打印效率可以使打印光斑变大，在激光3d打印中，打印零件要求表面粗糙度足够的低，这需要激光光斑尽可能小，因此不能一味的增加光斑来提高打印效率。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种3d打印机调焦装置，以解决现有技术中打印效率受激光头数量影响而成本高、光斑难以适应打印需求等问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：
6.本实用新型涉及一种3d打印机调焦装置，包括外壳，其包括依次设置于外壳内部的光源、聚焦镜组、调焦透镜组以及将扩散的光束调整为平行光束或聚焦光束的光束调整透镜组；所述的光源、聚焦镜组、调焦透镜组和光束调整透镜组的中心位于同一条直线上；所述的光源、聚焦镜组和光束调整透镜组均与外壳固定；调焦透镜组与外壳滑动连接，调焦透镜组包括两块相同的第一凹透镜、一块第二凸透镜和一块第三凸透镜，两块第一凹透镜相互紧贴设置，第二凸透镜和两块第一凹透镜的之间间距始终不变，第三凸透镜与第二凸透镜相对运动。
7.优选地，其还包括驱动装置，驱动装置均包括第一音圈电机、第二音圈电机和控制器，两块第一凹透镜和第二凸透镜均与第一音圈电机连接，第三凸透镜与第二音圈电机连接，第一音圈电机和第二音圈电机分别与控制器通信连接。
8.优选地，所述的第一凹透镜的两面均为凹面。
9.优选地，所述的聚焦镜组包括两块相同的第一凸透镜，第一凸透镜的一面为平面，另一面为向外凸出的弧形面，两块第一凸透镜的弧形面相对。
10.优选地，所述的第二凸透镜靠近光源的一面为平面，远离光源的一面为凸面。
11.优选地，所述的第三凸透镜远离光源的一面为平面，靠近光源的一面为凸面。
12.优选地，所述的光束调整透镜组包括第四凸透镜和第二凹透镜，第四凸透镜和第二凹透镜紧密接触。
13.优选地，所述的第四凸透镜远离光源的一面为平面，靠近光源的一面为凸面；所述的第二凹透镜远离光源的一面为平面，靠近光源的一面为凹面。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
15.1、本实用新型涉及的一种3d打印机调焦装置，通过移动调焦透镜来控制相应的光斑大小，即在打印零件边界时，调整调焦透镜组使得最终输出小光斑，使用小光斑可以实现高精度打印；在打印填充部分时，调整调焦透镜组使得最终输出大光斑，使用大光斑可成倍提高打印效率。
16.2、本实用新型涉及的一种3d打印机调焦装置中的调焦透镜组由两个音圈电机驱动，一个音圈电机用于驱动第二凸透镜和两块第一凹透镜，另一个音圈电机用于驱动第三凸透镜，采用音圈电机驱动具有足够高的频响能够快速切换，以保证打印过程中减少调焦过程使用的时间，提高打印效率。
附图说明
17.图1本实用新型涉及的3d打印机调焦装置调焦前的工作示意图；
18.图2本实用新型涉及的3d打印机调焦装置调焦后的工作示意图；
19.图3本实用新型涉及的3d打印机调焦装置调焦前形成的光斑图；
20.图4本实用新型涉及的3d打印机调焦装置调焦后形成的光斑图。
21.图中：1-光源，2-聚焦镜组，21-第一凸透镜，3-调焦透镜组，31-第一凹透镜，32-第二凸透镜，33-第三凸透镜，41-第四凸透镜，42-第二凹透镜，5-第一音圈电机，6-第二音圈电机，7-控制器。
具体实施方式
22.为进一步了解本实用新型的内容，结合实施例对本实用新型作详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
23.参阅图1，本实用新型涉及一种3d打印机调焦装置，包括外壳(图中未画出)，其还包括依次设置于外壳内部的光源1、聚焦镜组2、调焦透镜组3以及将扩散的光束调整为平行光束或聚焦光束的光束调整透镜组；所述的光源1、聚焦镜组2、调焦透镜组3和光束调整透镜组的中心位于同一条直线上；所述的光源1、聚焦镜组2和光束调整透镜组均与外壳固定，调焦透镜组3与外壳滑动连接；所述的调焦透镜组3包括两个相同的第一凹透镜31、一块第二凸透镜32和一块第三凸透镜33，两块第一凹透镜31相互紧贴设置，第二凸透镜32和两块第一凹透镜31的之间间距始终不变，第三凸透镜33与第二凸透镜32相对运动。
24.参阅图1，本实用新型涉及的一种3d打印机调焦装置还包括驱动装置，驱动装置均包括第一音圈电机5、第二音圈电机6和控制器7，两块第一凹透镜31和第二凸透镜32均与第一音圈电机5连接，第三凸透镜33与第二音圈电机6连接，第一音圈电机5和第二音圈电机6分别与控制器7通信连接。两块第一凹透镜31和第二凸透镜32为一组，用于移动实现变焦，第三凸透镜33单独为一组，用于移动用来调焦
25.参阅图1和2，所述的聚焦镜2为两块第一凸透镜21，所述的第一凸透镜21的一面为
平面，另一面为向外凸出的弧形面，两块第一凸透镜21的弧形面相对。所述的第一凹透镜31的两面均为凹面；所述的第二凸透32靠近光源1的一面为平面，远离光源1的一面为凸面；第三凸透镜33远离光源1的一面为平面，靠近光源1的一面为凸面。所述的光束调整透镜组包括第四凸透镜41和第二凹透镜42，第四凸透镜41远离光源1的一面为平面，靠近光源1的一面为凸面；第二凹透镜42远离光源1的一面为平面，靠近光源1的一面为凹面，且所述的第四凸透镜41和第二凹透镜42紧密接触。
26.本实用新型涉及的一种3d打印机调焦装置通过调节调焦透镜组来解决光斑大小实时变化的需求。参考图1、3，在打印工件轮廓边界或其他精密处时，控制器7向第一音圈电机5和第二音圈电机6发出信号，第一音圈电机5移动并带动两块第一凹透镜31和第二凸透镜32同时移动，起到变焦的作用，第二音圈电机6移动并带动第三凸透镜33移动，起到调焦的作用，使得最终输出的光束的直径较小，进而使打印处的光斑变小，提高打印的精度。参考图2、4，在打印填充部分时，采用相同的方式调整第一凹透镜31、第二凸透镜32和第三凸透镜33的位置，使得最终输出的光束的直径较大，进而使打印处的光斑变大，以达到成倍提高打印效率的目的。
27.以上结合实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本实用新型的专利涵盖范围之内。