一种激光光路系统和具有其的3D打印设备的制作方法

本申请涉及用于激光加工，尤其涉及一种双波长激光光路系统和具有其的3d打印设备。

背景技术：

1、目前市场上主流的用于激光焊接、切割、3d打印设备等的激光光路系统为使用1064纳米的红外光纤激光器或532纳米的绿光激光器，再配置相应波长适用的振镜、场镜来实现激光焊接、切割、3d打印等功能。然而，如果想实现在同一台设备上切换使用或者同时使用绿激光与红外激光，需要分别配置红外激光器、红外振镜、红外场镜和绿光激光器、绿光振镜、绿光场镜等，占用空间大，安装不方便，增加设备成本等。

2、如果绿激光与红外激光由同一个光源生成时，绿激光与红外激光经过同一套振镜和场镜后，通常会使得绿激光与红外激光的焦点无法同时投射到同一工作平台上，将难以同时控制绿激光与红外激光，进而导致激光加工生成的产品质量不太理想。尤其是在同一台3d打印设备上切换使用或者同时使用绿激光与红外激光时，由于当前的3d打印制品一般为通过一层一层平铺加工生成，如果绿激光与红外激光由同一个光源生成时，绿激光与红外激光经过同一套振镜和场镜后，通常会使得绿激光与红外激光的焦点无法同时投射到同一工作平台上，无法控制双波长激光3d打印加工，进而导致3d打印生成的产品质量较差。因此，当前具有绿激光与红外激光的激光设备在激光焊接、切割、3d打印等激光加工作业应用中通常还是选择分别配置红外激光器、红外振镜、红外场镜和绿光激光器、绿光振镜、绿光场镜，这样可以通过分别调控绿激光与红外激光的焦点，使得绿激光与红外激光的焦点同时投射到同一工作平台上。这种配置结构的设备就无法避免设备占用空间大，安装不方便，增加设备成本等问题。

3、基于此，有必要发明一种双波长激光光路系统和具有其的3d打印设备，该激光光路系统和3d打印设备的绿激光与红外激光由同一个光源生成时，绿激光与红外激光经过同一套振镜和场镜后，可以使得绿激光与红外激光的焦点同时投射到同一工作平台上。

技术实现思路

1、本申请要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种双波长激光光路系统和具有其的3d打印设备，该套激光光路系统可切换或同时输出红外激光与绿激光，能利用该激光光路系统切换或同时进行激光焊接、切割、3d打印红外激光和/或绿激光适用的材料，方便添加适用于材料的各种工艺参数，对设备增添多种功能，同时缩小了设备光路系统的安装空间，降低设备成本，推动红外激光和绿激光集成后在激光焊接、切割、3d打印等领域的应用。

2、为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案。

3、一种双波长激光光路系统，其包括可输出红外光与绿光的光源模块，红外光与绿光均可扩束的扩束镜模块，红外光与绿光均可使用的振镜模块，红外光与绿光均可通过的场镜模块，以及激光加工台面；所述光源模块可采用自由空间输出或耦合至光纤进行输出，所述扩束镜模块用来调整光源模块发出的红外光或绿光的发散角和光斑大小等，经过扩束镜模块调整后的红外光和/或绿光从振镜模块的通光口入射进去，通过振镜模块扫描及场镜模块聚焦，可实现切换或同时使用红外激光、绿激光的光路系统在工作台面范围内进行焊接、切割、3d打印等激光加工作业。

4、本申请和现有的激光光路系统的区别在于，本申请的场镜模块至少包括：第一场镜透镜和第二场镜透镜，所述第一场镜透镜为凸透镜，所述第二场镜透镜为凹透镜，所述第一场镜透镜的折射率是n1，所述第二场镜透镜的折射率是n2，第一场镜透镜和第二场镜透镜之间的折射率为n1＜n2的关系。通过该场镜模块在对红外激光和绿激光聚焦时，可以对红外激光和绿激光的焦点位置进行调控，使得绿激光与红外激光的焦点同时投射到激光加工台面的同一工作平面上，进而，控制红外激光和绿激光进行高质量激光加工作业。

5、本申请公开的一种双波长激光光路系统中，所述光源模块位于整个光路系统的最前端，当光源模块出光后，经过自由空间输出或光纤输出到所述扩束镜模块，在所述扩束镜模块的作用下，可保证得到所需要的激光光斑大小，再输出到振镜通光孔，利用高速扫描的振镜模块和用于聚焦的场镜模块对激光进行调整，即实现了双波长激光光路系统对工作台上产品或粉末的激光焊接、切割、3d打印。相比现有技术而言，本申请构建了一套双波长激光光路系统，即可使用红外激光，也可使用绿光激光进行加工作业，具有更多的工艺选择，同时缩小了设备光路系统的安装空间，降低设备成本，较好地满足了当前市场应用需求。

技术特征：

1.一种激光光路系统，其特征在于,包括：光源模块(1)、扩束镜模块(2)、振镜模块(3)、场镜模块(4)和激光加工台面(5)；

2.根据权利要求1所述的激光光路系统，其特征在于,所述场镜模块(4)至少包括：第一场镜透镜(41)和第二场镜透镜(42)；

3.根据权利要求2所述的激光光路系统，其特征在于,所述红外激光(l1)的波长为λ1，绿激光(l2)的波长λ2，第一场镜透镜(41)的厚度为d1，第二场镜透镜(42)的厚度为d2；

4.根据权利要求2所述的激光光路系统，其特征在于，所述场镜模块(4)的第一场镜透镜(41)和二场镜透镜42设计为紧密贴合状态或分离状态。

5.根据权利要求2所述的激光光路系统，其特征在于,所述第一场镜透镜(41)由氟化镁制成，所述第二场镜透镜(42)由石英制成。

6.根据权利要求1所述的激光光路系统，其特征在于,所述红外激光(l1)和绿激光(l2)同时进行激光加工作业时，其中一种激光作为主力激光，另一种激光作为辅助激光。

7.根据权利要求1所述的激光光路系统，其特征在于,所述光源模块(1)包括红外光源模块(11)、绿光光源模块(12)和合束模块(6)，红外光源模块(11)和绿光光源模块(12)分别能生成红外激光(l1)和绿激光(l2)，通过合束模块(6)将红外激光(l1)和绿激光(l2)合束后进入扩束镜模块(2)。

8.如权利要求1所述的激光光路系统，其特征在于，所述光源模块(1)包括红外光源模块(11)、倍频模块(7)和第一准直模块(8)，红外光源模块(11)生成红外激光(l1)，该红外激光(l1)经过倍频模块(7)后生成绿激光(l2)，以及残存的未被倍频的红外激光(l1)，经第一准直模块(8)准直调节后，再进入扩束镜模块(2)。

9.如权利要求8所述的激光光路系统，其特征在于，所述光源模块(1)还包括第二准直模块(9)，所述第二准直模块(9)位于红外光源模块(11)和倍频模块(7)之间。

10.一种3d打印设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的激光光路系统，该激光光路系统的激光加工台面(5)为3d打印平台。

技术总结本申请提供一种激光光路系统和具有其的3D打印设备，该激光光路系统包括可输出红外光与绿光的光源模块，红外光与绿光均可适用的扩束镜模块、振镜模块、场镜模块，以及激光加工台面。该场镜模块在对红外激光和绿激光聚焦时，可以对红外激光和绿激光的焦点位置进行调控，使得绿激光与红外激光的焦点同时投射到激光加工台面的同一工作平面上，进而，控制红外激光和绿激光进行高质量激光加工作业。技术研发人员：和相荣,韦佳成受保护的技术使用者：深圳希禾增材技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11