SLA光固化3D打印機光學(xué)掃描系統有數控X-Y導軌式掃描系統和振鏡式激光掃描系統兩種,對于數控X-Y導軌式掃描系統,實(shí)質(zhì)上是一個(gè)在計算機控制下的二維運動(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。該系統在X-Y平面內的動(dòng)作由步進(jìn)電機驅動(dòng)高精密司步帶實(shí)現(若由電機作用于絲杠驅動(dòng)掃描頭)。
數控X-Y導軌式掃描系統具有結構簡(jiǎn)單、成本低、定位精度高的特點(diǎn),二維導軌rf1計算機控制在X-Y平面內實(shí)現掃描,它既可以使焦點(diǎn)做直線(xiàn)運動(dòng),又可以實(shí)現小視場(chǎng)、小相對孔徑的條件,簡(jiǎn)化J物鏡設計.但該系統掃描速度相對較慢,在高端設備應用中,已逐漸被振鏡掃描系統所取代。
振鏡掃描器常見(jiàn)于高精度大型快速成型系統,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(chǎng)合(激光刻字、刻線(xiàn)、照排、舞臺藝術(shù)等),其原理是用具有低轉動(dòng)慣量的轉子帶動(dòng)反射鏡偏轉光束。振鏡掃描器能產(chǎn)生穩定狀態(tài)的偏轉,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(chǎng)范圍內進(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),但是它的結構復雜,對光路要求高,調整麻煩,價(jià)格較高。
振鏡式激光掃描系統主要由執行電機、反射鏡片、聚焦系統以及控制系統組成。執行電機為檢流計式有限轉角電機,其機械偏轉角一般在±20。以?xún)?,反射鏡片黏接在電機的轉軸上,通過(guò)執行電機的旋轉帶動(dòng)反射鏡片的偏轉來(lái)實(shí)現激光束的偏轉,其輔助的聚焦系統有靜態(tài)聚焦方式和動(dòng)態(tài)聚焦方式兩種,根據實(shí)際聚焦工作面的大小選擇不同的聚焦系統。
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軸執行電機,并通過(guò)一定的機械結構將執行電機的旋轉運動(dòng)轉變?yōu)榫劢雇哥R的直線(xiàn)運動(dòng)來(lái)實(shí)現動(dòng)態(tài)調焦,同時(shí)加入特定的物鏡組來(lái)實(shí)現工作面上聚焦光斑的調節。
動(dòng)態(tài)聚焦方式相對于靜態(tài)聚焦方式要復雜得多,為采用動(dòng)態(tài)聚焦方式的振鏡式激光掃描系統,激光器發(fā)射的激光束經(jīng)過(guò)擴束鏡之后,得到均勻的平行光束,然后通過(guò)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(guò)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(guò)控制振鏡式激光掃描系統鏡片的相互協(xié)調偏轉以及動(dòng)態(tài)聚焦的動(dòng)態(tài)調焦來(lái)實(shí)現工作平面上任意復雜圖形的掃描。
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