[实用新型]一种可自动调焦的3D激光打印加工头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印技术，具体涉及一种可自动调焦的3D激光打印加工头。

背景技术

3D激光打印是激光立体成形技术(Laser Solid Forming，LSF)，其基本原理是：首先在计算机中生成零件的三维CAD模型，然后将该三维CAD模型按一定的厚度分层“切片”，即将零件的三维数据信息转换成一系列的二维轮廓信息，再采用激光熔覆的方法按照轮廓轨迹逐层堆积材料，最终形成三维实体零件或需进行少量加工的零件毛坯。3D激光打印头是该技术的关键部件之一，它决定了光斑的形状、光斑的大小以及载气送粉的方式和送粉的均匀性。而根据3D激光打印工艺要求不同的粉末和不同的出粉速度以及不同的形状结构需要不同的离焦量和光斑大小，因此需要一种可自动调节离焦量大小的3D激光打印加工头。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种可自动调焦的3D激光打印加工头，它能满足不同工艺下对离焦量和光斑大小的需求，大大提高了可加工零件的范围与加工效率。

本实用新型的目的是这样实现的：一种可自动调焦的3D激光打印加工头，包括光纤标准接口、CCD检测模块、准直模块、保护镜模块、气路保护模块、送粉模块和喷嘴；所述光钎标准接口同轴连接在所述准直模块的上端；所述CCD检测模块连接在所述准直模块的侧面；所述加工头还包括同轴连接在所述准直模块的下端的焦点位置调节机构；所述保护镜模块同轴连接在所述焦点位置调节机构的下端；所述气路保护模块同轴连接在所述保护镜模块的下端；所述送粉模块同轴连接在所述气路保护模块的下端；所述喷嘴同轴连接在所述送粉模块的下部；其中，

所述焦点位置调节机构包括同轴连接在所述准直模块的下端的外壳和均设在外壳内的轴向调节机构和径向调节机构；

所述轴向调节机构包括电机、小齿轮、大齿轮、聚焦镜导向套和聚焦镜；其中，所述电机安装在所述准直模块的侧面上，所述小齿轮连接在所述电机上并位于所述外壳内；所述大齿轮同轴安装在所述外壳内并与所述小齿轮啮合；所述聚焦镜导向套设在所述大齿轮的内腔并以滚珠丝杠副的方式与所述大齿轮连接；所述聚焦镜设在所述聚焦镜导向套的内腔，该聚焦镜的下端面边缘为斜面；

所述径向调节机构包括聚焦镜外套、螺母固定环、径向调节螺母和四个径向调整块；其中，所述聚焦镜外套紧固地设在所述聚焦镜与聚焦镜导向套之间，该聚焦镜外套的下端面上均布地开设四个穿孔；所述螺母固定环设在所述聚焦镜外套的下端并嵌装在所述聚焦镜导向套的下部内壁面上；所述径向调节螺母螺纹连接在所述螺母固定环上，该径向调节螺母的上端面设有四个嵌槽；所述四个径向调整块的上端面为与所述聚焦镜的下端面边缘的斜面适配的斜面，该四个径向调整块的下部一一对应地嵌装在所述径向调节螺母的嵌槽中并从所述聚焦镜外套上的四个穿孔插入聚焦镜外套的内腔，使四个径向调整块的上端面与聚焦镜的下端面边缘接触。

上述的可自动调焦的3D激光打印加工头，其中，所述聚焦镜导向套的上部通过销钉偏心地连接在所述外壳的上部。

上述的可自动调焦的3D激光打印加工头，其中，所述轴向调节机构还包括设在所述聚焦镜外套的内腔中并位于所述聚焦镜的上端面上的聚焦镜压紧环。

上述的可自动调焦的3D激光打印加工头，其中，所述送粉模块设有六路送粉接口。

上述的可自动调焦的3D激光打印加工头，其中，所述保护镜模块包括保护镜外壳和以侧向抽屉式结构安装在保护镜外壳内的保护镜。

上述的可自动调焦的3D激光打印加工头，其中，所述喷嘴的上部为圆筒形，喷嘴的下部呈圆锥形，喷嘴的上部的壁厚与喷嘴的下部的壁厚中间均设有粉末喷腔；喷嘴的上部与喷嘴的下部的连接处均布地开设与粉末喷腔圆形通孔。

上述的可自动调焦的3D激光打印加工头，其中，所述加工头还包括同轴连接在所述喷嘴的上部外表面上的水冷保护模块。

本实用新型的可自动调焦的3D激光打印加工头具有以下有益效果：

1)其结构简单、设计合理、性能可靠、应用效果显著；

2)保护镜模块可进行快速的更换，能减少维修时间；

3)送粉模块设有六路送粉接口，可使喷嘴喷出的粉末更加均匀，并且可同时接入不同的粉末用于满足不同的3D激光打印需要；

4)焦点位置调节机构可实现喷嘴位置不动，但聚焦镜的焦点位置按照程序设定自动上下移动，可满足不同工艺下对离焦量和光斑大小的需求，并可通过径向调节机构调节聚焦镜的径向位置，使聚焦镜形成的焦点位置与喷嘴的轴线重合，使打印的中心更加准确。

附图说明