申请/专利权人：爱司凯科技股份有限公司

申请日：2023-07-13

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN116786840B

主分类号：B22F10/25

分类号：B22F10/25;B22F10/36;B33Y10/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2023.10.13#实质审查的生效;2023.09.22#公开

摘要：本发明涉及一种匀速移动的DMD面阵3D金属打印方法，属于3D打印机技术领域，打印时，打印头匀速移动并向打印工作面发射第一激光束、第二激光束和第三激光束，第三激光束用于将金属粉末从常温加热至熔点温度，第二激光束用于对加热至熔点的金属粉末保温，第一激光束通过DMD器件反射后垂直投影至打印工作面上，用于融化金属粉末；发射第一激光束的第一激光器为脉冲激光器，脉冲时间宽度根据打印头匀速移动速度计算获得，打印头匀速移动过程中，每到下一个打印成像位置，第一激光器打开激光脉冲进行曝光打印。本发明避免了打印头内部各光学器件在加速、减速过程中出现位置松动等问题，保证第一激光束的能量处于DMD器件能够承受的范围内。

主权项：1.一种匀速移动的DMD面阵3D金属打印方法，其特征在于：其包括以下步骤：通过驱动装置匀速移动打印头，打印头匀速移动过程中，向打印工作面发射第一激光束、第二激光束和第三激光束；所述的第三激光束为线形激光束，用于将金属粉末从常温加热至无限接近金属粉末熔点但尚未熔化为液态的温度；所述的第二激光束为面阵激光束，用于对加热至无限接近金属粉末熔点但尚未熔化为液态的温度的金属粉末保温；所述的第一激光束通过DMD器件反射后垂直投影至打印工作面上，用于融化金属粉末；所述第一激光束由第一激光器发出，第一激光器为脉冲激光器，当打印头在打印工作面上保持匀速移动过程中，打印头每到下一个打印成像位置时，第一激光器打开激光脉冲进行曝光打印，第一激光器的脉冲时间宽度为： ，其中，τ为脉冲时间宽度，v打印头移动速度，δ为允许打印的图案误差；所述的第一激光束和第二激光束投影至打印工作面上形成的光斑均为面阵光斑，第二激光束在打印工作面上形成的光斑尺寸大于第一激光束在打印工作面上形成的光斑尺寸，且第二激光束和第一激光束在打印工作面上形成的面阵光斑的中心重合，所述的第三激光束投影至打印工作面上形成的光斑为线型光斑，线型光斑位于第二激光束在打印工作面上形成的面阵光斑的运动方向的前方，且线型光斑紧贴第二激光束在打印工作面上形成的面阵光斑，线型光斑的宽度与第二激光束投影至打印工作面上形成的面阵光斑的宽度相同；所述的第一激光束、第二激光束和第三激光束的功率分别为： ， ， ，其中，S1为第一激光束横截面面积，S2为激光束的横截面面积，h为金属粉末厚度，ρ为金属的密度，c为金属比热，v为打印头移动速度，T1为金属粉末的温度，T0为当前的环境温度以及金属粉末起始温度，J为金属熔解热，P1为第一激光束的功率，P2为第二激光束的功率，P3为第三激光束的功率，n为金属对激光的吸收率，t0为激光加热该区域金属粉末的时间，金属粉末向外传播散发热量的传热速度与金属粉末与环境的温差成正比，其系数为k，且满足： ，其中，S3为金属粉末的散热面积，Q为热量损失的功率，T1为金属粉末的温度，T0为当前的环境温度以及金属粉末起始温度。

全文数据：

权利要求：

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