[发明专利]一种多激光单振镜3D打印扫描方法

说明书

本发明涉及一种多激光单振镜3D打印扫描方法，属于3D打印技术领域，该方法包括以下步骤：1)沿一条直线等间距排列的多个激光分别向振镜的同一个位置发射光束，光束经过振镜反射后投影至激光打印工作面上，形成多个等直径的光斑，根据光斑直径以及各光斑连线的方向确定扫描方向；2)生成一个打印数据包，基于各光斑连线与扫描方向的夹角、扫描速度和光斑直径计算相邻两个激光的启动的延时时长，进而计算出每个激光的实际启动时间，用实际启动时间代替打印数据包中初始启动时间，按照替换启动时间后的数据包完成打印图像的扫描，本发明在实现高效率打印的同时，对振镜的精度和稳定性要求较低。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，尤其涉及一种多激光单振镜3D打印扫描方法。

背景技术

激光3D打印使用的是一束激光，经过振镜模块反射后，在打印工作面上逐层进行图案扫描打印的一种方式。根据打印材质不同，目前共有SLA、SLS、SLM等几种类型。随着激光3D打印技术的逐渐成熟，打印需求已经从能实现打印向高效率实现打印过渡，要实现高效率打印最常用的就是多振镜方案，使用2只以上的振镜进行同时打印，目前业内最高已有12只振镜同时打印的设备了。随着温度、湿度、震动等环境变化、电机的机械磨损等原因，导致振镜电机丢步，一定时间后产生偏差，影响零件的成型质量，因此需要及时对振镜进行误差补偿以减少偏差，因此，在使用振镜进行高精密激光加工的过程中，经常需要对振镜加工精度提出苛刻要求。

目前传统的多振镜方案如申请公布号为CN112414674A公开的一种多振镜激光拼接校准的快速处理方法，包括以下步骤：S1、搭建多振镜校准平台；S2、分别校准各个单振镜精度；S3、校正多个振镜之间中心距；S4、校正多个振镜之间扫描拼接的一致性；S5、校正多个振镜之间拼接的角度偏移；S6、核定校准文件的准确性。当前多激光头3D金属打印设备最大的应用障碍即为多头拼接问题，多头拼接的精确度以及稳定性一直是一个障碍。与此同时，多头拼接仅仅只需要拼接多激光头之间的交界处，需要每一个图案的每一个角落，均能高精度高稳定的拼接。同时多套振镜在长期使用后，由于长时间漂移，工作温度变化以及模块机械应力变化等原因，多振镜之间的拼接状态也会出现变化，因此多激光打印对振镜的精度和稳定性要求极为苛刻。

发明内容

本发明提供了一种多激光单振镜3D打印扫描方法，以在保持高效率打印的同时，解决现有多振镜方案中多振镜之间的拼接状态难以控制，对多振镜的安装精度和安装稳定性要求极高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

本发明涉及一种多激光单振镜3D打印扫描方法，其包括以下步骤：

1)沿一条直线等间距排列的多个激光分别向振镜的同一个位置发射光束，光束经过振镜反射后投影至激光打印工作面上，形成多个等直径的光斑；通过光斑的直径以及所有光斑的连线的方向确定扫描方向，根据扫描方向反向推出激光的运行方向，使得相邻的激光的扫描区域不重叠、无间隙，进而保证扫描质量和提高扫描效率；

2)生成一个打印数据包，打印数据包内包括每个激光的启动时间，初始状态下，各激光的启动时间是相同的，基于各光斑连线与扫描方向的夹角、扫描速度和光斑直径计算相邻两个激光的启动的延时时长，以沿扫描方向最靠后的激光的启动时间为基准，结合延时时长计算每个激光的实际启动时间，用实际启动时间代替打印数据包中初始启动时间，按照替换启动时间后的数据包完成打印图像的扫描。

优选地，所述的振镜和激光打印工作面之间还设有聚焦透镜，振镜反射的光束经过聚焦透镜改变光束直径，在投影到激光打印工作面上，聚焦透镜与振镜之间的距离、聚焦透镜与激光打印工作面之间的距离均保持不变，进而在激光打印工作面上形成固定直径的光斑。

优选地，所述步骤2)中计算相邻两个激光的启动的延时时长的计算公式为：