SLA光固化3D打印機(jī)光學(xué)掃描系統(tǒng)介紹

 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(duì)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(tái)，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(jiǎn)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(chǎng)、小相對(duì)孔徑的條件，簡(jiǎn)化J物鏡設(shè)計(jì)．但該系統(tǒng)掃描速度相對(duì)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(guó)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、照排、舞臺(tái)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(chǎng)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(duì)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(duì)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(tái)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。