[实用新型]实时监控面型的3D打印光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及三维打印快速成型领域，涉及一种3D打印机，尤其涉及一种能实时监控面型的3D打印系统。

背景技术

3D打印是所见即所得，从三维模型软件中设计的模型直接转换成三维实体。传统机械加工制造技术主要为减材制造，包括车削、铣削、镗削、钻、刨、研磨、抛光等。一般过程是加工技师根据图纸选用其中几种加工方法组合，从而进行机械加工。每一种步骤都会对材料进行去除，同时需要设计复杂夹具来辅组加工。而三维打印技术属于增材制造范畴，一般不需要进行特殊的工装夹具，偶尔仅仅只需修改模型，增加支撑部位。大大简化了制造的过程，同时也可以快速制备复杂模型。

3D打印技术主要分为SLA、DLP、FDM、SLS、DED、LOM等。目前的普通三维打印技术精度普遍在百微米级别。很多材料可以通过设计亚微米结构来改变材料的光学、机械、声学等特性。例如光子晶体、声子晶体等。传统的DLP三维打印微立体光刻技术，是用紫外LED或者汞灯照明DMD芯片，把DMD作为数字掩模，将DMD的图像经过投影物镜放大，投影出来的系统。目前市面上还没有干涉仪监控打印面型的设备推出。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种实时监控面型的3D打印光学系统，包括一干涉仪、一照明系统、一DMD系统、一耦合棱镜、一CCD系统、一中继调焦镜头以及一投影镜头，其中，所述投影镜头对准液面，液面与成型工件对应，所述耦合棱镜设置在投影镜头后侧，分别与DMD系统、CCD系统以及照明系统对应设置，所述中继调焦镜头设置在耦合棱镜后侧，所述干涉仪设置在中继调焦镜头后侧。

优选的，上述光学系统在液面打印的同时进行面型监测和照度检测。

优选的，上述干涉仪为单色干涉仪或白光干涉仪。

优选的，上述DMD系统由DMD芯片和驱动电路组成。

优选的，上述照明系统为LED或汞灯或激光。

优选的，上述耦合棱镜由一块半透半反镜和X棱镜组成。

优选的，上述投影镜头是折射式、折返射式、反射式、折衍式显微物镜或者是折射式、折返射式、反射式、折衍射式光刻镜头。

优选的，上述x棱镜是波分复用和偏振复用系统。

优选的，上述干涉仪采用液面为基准面，监测液面和工件的光程差或者是在中继调焦镜头内增加一块基准凸或凹或平面镜，作为基准面。

相比现有技术，本实用新型用干涉光检测原理，改善了现有光固化3D打印机光学系统的设计，设备成本降低，并可以实现更稳定的成型品质。

将液面作为参考面，实时检测在线打印的工件的打印面，可以达到监控波长量级的精度，通过电子细分可以进一步提高监控的精度。普通的3D打印光学系统可以根据该本实用新型原理检测的数据，进行实时反馈修改打印工艺参数，从而制备高精度工件。使用本实用新型的原理可以制备球面、非球面、自由曲面成像光学元件，也可以制备含有微结构的光子晶体，也可以制备更高精密的纳米超轻超强材料，也可以制备纳米结构的隔振消音材料等。

附图说明

图1为本实用新型提供的实时监控面型的3D打印光学系统结构示意图；

图2为本实用新型提供的实时监控面型的3D打印光学系统检测的干涉图样；

图3为本实用新型提供的实时监控面型的3D打印光学系统改进实施例示意图；

图4为一种干涉仪原理结构图；

图5为X合束棱镜示意图；

图6为X合束薄膜1、2透过率曲线图；

图7为本实用新型提供的实时监控面型的3D打印光学系统改进实施例示意图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

实施例1