SLA光固化3D打印機(jī)光學(xué)掃描系統(tǒng)有數(shù)控X-Y導(dǎo)軌式掃描系統(tǒng)和振鏡式激光掃描系統(tǒng)兩種,對于數(shù)控X-Y導(dǎo)軌式掃描系統(tǒng),實(shí)質(zhì)上是一個(gè)在計(jì)算機(jī)控制下的二維運(yùn)動(dòng)一I:作臺,它帶動(dòng)光纖和聚焦透鏡完成零件的二維掃描成型。該系統(tǒng)在X-Y平面內(nèi)的動(dòng)作由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)高精密司步帶實(shí)現(xiàn)(若由電機(jī)作用于絲杠驅(qū)動(dòng)掃描頭)。
數(shù)控X-Y導(dǎo)軌式掃描系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、定位精度高的特點(diǎn),二維導(dǎo)軌rf1計(jì)算機(jī)控制在X-Y平面內(nèi)實(shí)現(xiàn)掃描,它既可以使焦點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng),又可以實(shí)現(xiàn)小視場、小相對孔徑的條件,簡化J物鏡設(shè)計(jì).但該系統(tǒng)掃描速度相對較慢,在高端設(shè)備應(yīng)用中,已逐漸被振鏡掃描系統(tǒng)所取代。
振鏡掃描器常見于高精度大型快速成型系統(tǒng),如美國3D Systems公司的SL產(chǎn)品多用這種掃描器。這種掃描器是一種低慣量掃描器,主要用于激光掃描場合(激光刻字、刻線、照排、舞臺藝術(shù)等),其原理是用具有低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)反射鏡偏轉(zhuǎn)光束。振鏡掃描器能產(chǎn)生穩(wěn)定狀態(tài)的偏轉(zhuǎn),高保真度的正弦掃描以及非正弦的鋸齒、三角或任意形式掃描。
這種掃描器一般和聚焦鏡配用,在大視場范圍內(nèi)進(jìn)行掃描。振鏡掃描器具有低慣量、速度快、動(dòng)態(tài)特性好的優(yōu)點(diǎn),但是它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對光路要求高,調(diào)整麻煩,價(jià)格較高。
振鏡式激光掃描系統(tǒng)主要由執(zhí)行電機(jī)、反射鏡片、聚焦系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成。執(zhí)行電機(jī)為檢流計(jì)式有限轉(zhuǎn)角電機(jī),其機(jī)械偏轉(zhuǎn)角一般在±20。以內(nèi),反射鏡片黏接在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,通過執(zhí)行電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)反射鏡片的偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)激光束的偏轉(zhuǎn),其輔助的聚焦系統(tǒng)有靜態(tài)聚焦方式和動(dòng)態(tài)聚焦方式兩種,根據(jù)實(shí)際聚焦工作面的大小選擇不同的聚焦系統(tǒng)。
靜態(tài)聚焦方式又有振鏡前聚焦方式的靜態(tài)聚焦和振鏡后聚焦方式的F -O透鏡聚焦;動(dòng)態(tài)聚焦方式需要輔以一個(gè)Z軸執(zhí)行電機(jī),并通過一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)將執(zhí)行電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫劢雇哥R的直線運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)焦,同時(shí)加入特定的物鏡組來實(shí)現(xiàn)工作面上聚焦光斑的調(diào)節(jié)。
動(dòng)態(tài)聚焦方式相對于靜態(tài)聚焦方式要復(fù)雜得多,為采用動(dòng)態(tài)聚焦方式的振鏡式激光掃描系統(tǒng),激光器發(fā)射的激光束經(jīng)過擴(kuò)束鏡之后,得到均勻的平行光束,然后通過動(dòng)態(tài)聚焦方式的聚焦以及物鏡組的光學(xué)放大后依次投射到X軸和y軸振鏡上,最后經(jīng)過兩個(gè)振鏡,二次反射到工作臺面上,形成掃描平面上的掃描點(diǎn)。
可以通過控制振鏡式激光掃描系統(tǒng)鏡片的相互協(xié)調(diào)偏轉(zhuǎn)以及動(dòng)態(tài)聚焦的動(dòng)態(tài)調(diào)焦來實(shí)現(xiàn)工作平面上任意復(fù)雜圖形的掃描。
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