[实用新型]一种适用复合激光加工的光学组件

说明书

本申请公开了一种适用复合激光加工的光学组件，包括成形激光光学组件模块，该模块至少包括依次相连的成形激光器、准直镜和成形激光振镜；还包括超快激光光学组件模块，成形激光光学组件模块与超快激光光学组件模块并列设置，并位于成型工作台之上，其特征在于：所述的超快激光光学组件模块通过移动式反射镜或者重叠振镜扫描区域布局方式分布方式，实现超快激光和成形激光光路形成的成形面在同一平面上。本申请能有效的提升3D打印零件的表面质量和精度，解决了多束相同波长或不同波长的激光同轴度耦合问题。解决了超光激光和成型激光的焦距不同问题。能够实现增减材同时进行，提升成型效率。

技术领域

本实用新型属于选区激光熔化技术(SLM)领域，具体涉及一种适用复合激光加工的光学组件。

背景技术

选区激光熔化技术(SLM)是目前金属3D打印技术中成型精度最高的成型方法，SLM技术是利用高密度激光斑点在具有保护气氛的箱体里进行的二维图形的快速扫描，使熔化的金属粉末材料凝固成20μm-30μm的薄层，并逐层堆积打印出精密的3D成型件，广泛应用于航空航天，生物医疗等行业的精密零部件、植入器件制造。

超快脉冲激光器具有巨大的单脉冲能量和极高峰值功率，在进行材料加工时会很大避免长脉冲、低强度激光造成的材料融化与持续蒸发现象，属于冷加工的一种，进行金属切割时割口光滑无热损伤。超快激光在去除薄形材料上极有优势，SLM技术结合可以在不影响底层材料的情况下切除厚度仅为十分之几纳米的一层材料。

目前先进的金属3D打印设备精度能达20um～50um，但表面质量及尺寸精度仍不能满足高精度零件的表面质量和形状精度的要求。目前零件成形过程中提高表面粗糙度的方法一般都是在优化打印的工艺，如选取更细的粉末，降低单次成型高度，提高光斑质量，使零件的表面粗糙度和精度得到一定提升；但目前打印过程中提高零件的表面粗糙度的方法提升的范围有限，高精度要求的零件要满足使用要求，必须经过繁复的后处理步骤，如磨削，喷丸抛光，涵道磨粒流的方法进行处理，工艺繁琐，大大削弱了3D打印的制造速度和生产成本。

为了提高3D打印的成形精度采用超快激光对成形的零件表面进行精加工，如果超快激光和成形用的激光使用同一扫描振镜工作，当两束激光波长相近时，想要使超快激光和成形激光沿同一轴线运行时，其同轴度耦合问题解决难度大，成本高。当两种波长相差较远时，同轴耦合难题解决相对较简单，但波长相差较大，聚焦镜的参数不变时，两种光的焦距不同，成型面不在同一平面上。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型通过采用移动反射镜或者控制独立振镜来控制超快激光进行表面精加工，避免了超快激光和成形用激光使用同一振镜系统的同轴耦合问题及焦距差问题。

为了实现上述技术任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种适用复合激光加工的光学组件，包括成形激光光学组件模块，该模块至少包括依次相连的成形激光器、准直镜和成形激光振镜；还包括超快激光光学组件模块，成形激光光学组件模块与超快激光光学组件模块并列设置，并位于成型工作台之上，其特征在于：所述的超快激光光学组件模块通过移动式反射镜或者独立振镜系统实现超快激光和成形激光光路形成的成形面在同一平面上。

进一步地，所述的成形激光光学组件模块中的成形激光器上还设置有F-theta镜或动态聚焦机构，用于成形激光器发射出的激光在成形面上形成聚焦。

本申请的进一步地优化结构，所述的成形激光光学组件模块还包括扩束镜，扩束镜设置在准直镜与成形激光振镜之间或者准直镜与动态聚焦机构之间。