Система лазерной печати - RU2016123826A
Код документа: RU2016123826A
Формула
1. Система (100) лазерной печати для облучения объекта, движущегося относительно лазерного модуля системы (100) лазерной печати в рабочей плоскости (180), причем лазерный модуль содержит, по меньшей мере, два лазерных массива (110) полупроводниковых лазеров (115) и, по меньшей мере, один оптический элемент (170), при этом оптический элемент (170) выполнен с возможностью отображения лазерного излучения, испускаемого лазерными массивами (110), таким образом, что лазерное излучение полупроводниковых лазеров (115) одного лазерного массива (110) отображается на один пиксель в рабочей плоскости (180) системы (100) лазерной печати, и
при этом система лазерной печати представляет собой систему 3-мерной печати для аддитивного производства, и
при этом предусмотрены два, три, четыре или множество лазерных модулей, которые установлены столбцами перпендикулярно направлению перемещения (250) объекта в рабочей плоскости (180), и
при этом столбцы установлены в шахматном порядке относительно друг друга таким образом, что первый лазерный модуль первого столбца лазерных модулей выполнен с возможностью облучения первой зоны объекта, а второй лазерный модуль второго столбца лазерных модулей выполнен с возможностью облучения второй зоны объекта, при этом первая зона является смежной со второй зоной таким образом, что обеспечивается сплошное облучение объекта.
2. Система (100) лазерной печати по п. 1, в которой элемент площади пикселя облучается с помощью, по меньшей мере, двух полупроводниковых лазеров (115).
3. Система (100) лазерной печати по п. 1 или 2, в которой оптический элемент (170) установлен таким образом, что предметная плоскость (150) оптического элемента (170) относительно рабочей плоскости (180) не совпадает с плоскостью полупроводниковых лазеров (115), поэтому конусы лазерного излучения, испускаемого смежными полупроводниковыми лазерами (115), перекрываются в предметной плоскости (150).
4. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-3, в которой лазерный модуль содержит три, четыре или множество лазерных массивов (110).
5. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-3, в которой оптический элемент (170) содержит одну линзу, выполненную с возможностью отображения лазерного излучения лазерных массивов (110) на рабочую плоскость (180).
6. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-3, в которой оптический элемент (170) выполнен таким образом, что изображения лазерных массивов (110) перекрываются в рабочей плоскости (180).
7. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-3, в которой лазерные массивы (110) лазерного модуля установлены столбцами перпендикулярно направлению перемещения (250) объекта в рабочей плоскости (180), причем столбцы установлены в шахматном порядке относительно друг друга таким образом, что первый лазерный массив (110) первого столбца лазерных массивов (110) выполнен с возможностью облучения первой зоны объекта, а второй лазерный массив (110) второго столбца лазерных массивов (110) выполнен с возможностью облучения второй зоны объекта, при этом первая зона является смежной со второй зоной таким образом, что обеспечивается сплошное облучение объекта.
8. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-3, в которой лазерные массивы (110) являются прямоугольными, при этом длинная сторона прямоугольника установлена параллельно направлению перемещения (250) объекта в рабочей плоскости (180).
9. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-3, в которой ряд столбцов лазерных модулей установлен таким образом, что минимизировано расстояние между лазерными модулями одного столбца лазерных модулей.
10. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-3, в которой лазерные массивы (110) каждого лазерного модуля расположены в продолговатой конфигурации, при этом длинная сторона продолговатой конфигурации расположена перпендикулярно направлению перемещения (250) объекта в предметной плоскости (180).
11. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-3, в которой лазерные массивы (110) каждого лазерного модуля расположены в продолговатой конфигурации, при этом длинная сторона продолговатой конфигурации наклонена относительно направления, перпендикулярного направлению перемещения (250) объекта в рабочей плоскости (180).
12. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-3, в которой оптический элемент (170) выполнен с возможностью уменьшения изображения лазерных массивов (110) в рабочей плоскости (180).
13. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-3, в которой каждый лазерный массив (110) содержит микролинзовый массив (175), при этом микролинзовый массив выполнен с возможностью снижения расходимости лазерного излучения, испускаемого полупроводниковыми лазерами (115).
14. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-13, содержащая, по меньшей мере, первый и второй лазерные модули, установленные рядом друг с другом, при этом каждый лазерный модуль содержит, по меньшей мере, два лазерных массива (110), при этом, по меньшей мере, один из двух лазерных массивов (110) первого или второго лазерного модуля установлен в качестве перекрывающего источника (117) лазерного излучения таким образом, что при функционировании, по меньшей мере, один заданный элемент площади в рабочей плоскости (180) может облучаться перекрывающим источником (117) лазерного излучения и отдельным лазерным массивом (110) лазерного модуля, установленного рядом с лазерным модулем, содержащим перекрывающий источник (117) лазерного излучения.
15. Система (100) лазерной печати по п. 14, в которой полная энергия, которая выдается, по меньшей мере, в один заданный элемент площади объекта, такова, что в элемент площади выдается, по существу, такая же энергия, как и в случае юстированных лазерных модулей без перекрывающего источника (117) лазерного излучения.
16. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-15, в которой один пиксель облучается множеством полупроводниковых лазеров лазерного массива в одно и то же время, и в которой полное число полупроводниковых лазеров таково, что отказ менее чем заранее заданного числа полупроводниковых лазеров уменьшает выходную энергию лазерного массива лишь в пределах заранее заданного значения допуска.
17. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-16, в которой лазерный модуль выполнен с возможностью облучения, по меньшей мере, 2, а предпочтительнее 4, 8, 16, 32, 64 или более пикселей с помощью одного оптического элемента, связанного с лазерным модулем.
18. Система (100) лазерной печати по п. 7, в которой оптический элемент (170), связанный с лазерным модулем, имеет внешний контур, получаемый из круглого или осесимметричного контура, который усечен с двух противоположных сторон и в котором противоположные стороны выровнены относительно друг друга вдоль оси, которая предпочтительно ориентирована в направлении, перпендикулярном направлению перемещения (250).
19. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-18, в которой предусмотрено устройство управления, которое по отдельности управляет полупроводниковыми лазерами (115) или лазерным массивом таким образом, что полупроводниковый лазер (115) или лазерный массив, который не используется для облучения, используется для подачи тепла в рабочую плоскость (180).
20. Система (100) лазерной печати по п. 19, в которой полупроводниковый лазер (115) или лазерный массив, который не используется для облучения, функционирует при более низкой мощности, чем полупроводниковый лазер (115) или лазерный массив, который используется для облучения.
21. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-20, в которой, по меньшей мере, два полупроводниковых лазера (115) одного лазерного массива (110) или, по меньшей мере, две подгруппы полупроводниковых лазеров одного лазерного массива (110) являются индивидуально адресуемыми таким образом, что выходная энергия лазерного массива (110) поддается регулированию путем отключения одного или более из полупроводниковых лазеров (115) или одной или более из подгрупп полупроводниковых лазеров.
22. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-21, в которой множество полупроводниковых лазеров (115) образуют массив (110) и установлены таким образом, что внешний контур массива (110) имеет, по существу, многоугольную, а предпочтительно шестиугольную форму.
23. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-22, дополнительно содержащая технологическую камеру (300), содержащую основание для слоев материала, при этом в технологической камере установлены лазерные модули, и защитное устройство (750) предпочтительно установлено на стороне лазерных модулей, обращенной к основанию.
24. Система (100) лазерной печати по п. 23, в которой защитное устройство выполнено, по меньшей мере, из одной пластины, которая является прозрачной для лазерного излучения, предпочтительно стеклянной пластины.
25. Система (100) лазерной печати по п. 23 или 24, в которой предусмотрен терморегулятор, который регулирует температуру, по меньшей мере, поверхности защитного устройства, ориентированной в направлении основания.
26. Система (100) лазерной печати по п. 25, в которой терморегулятор выполнен с возможностью нагрева защитного устройства таким образом, что, по существу, предотвращается тепловое излучение от материала в рабочей плоскости к защитному устройству.
27. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-26, при этом система (100) лазерной печати выполнена с возможностью послойного отверждения материала в местах, соответствующих поперечному сечению изделия, которое должно формироваться в каждом слое с помощью лазерных модулей.
28. Система (100) лазерной печати по п. 27, в которой материал представляет собой порошок.
29. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-28, в которой лазерные модули образуют блок (700) облучения, и в которой блок облучения выполнен с возможностью перемещения по всей рабочей плоскости.
30. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-29, в которой один лазерный массив включает в себя, по меньшей мере, два полупроводниковых лазера.
31. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-30, в которой полупроводниковые лазеры представляют собой поверхностно-излучающие лазеры с вертикальным резонатором (VCSEL).
32. Система (100) лазерной печати по одному из пп. 1-30, в которой полупроводниковые лазеры представляют собой поверхностно-излучающие лазеры с вертикальным внешним резонатором (VECSEL).
33. Способ лазерной печати, при этом способ содержит этапы
перемещения объекта в рабочей плоскости (180) относительно лазерного модуля;
испускания лазерного излучения с помощью лазерного модуля, содержащего, по меньшей мере, два лазерных массива (110) полупроводниковых лазеров (115) и, по меньшей мере, один оптический элемент (170); и
отображения лазерного излучения, испускаемого лазерными массивами (110), с помощью оптического элемента (170) таким образом, что лазерное излучение полупроводниковых лазеров (115) одного лазерного массива (110) отображается на один пиксель в рабочей плоскости (180);
при этом система (100) лазерной печати представляет собой систему 3-мерной печати для аддитивного производства, и при этом используются два, три, четыре или более лазерных модулей, которые установлены столбцами перпендикулярно направлению перемещения (250) объекта в рабочей плоскости (180),
и при этом столбцы установлены в шахматном порядке относительно друг друга таким образом, что первый лазерный модуль первого столбца лазерных модулей выполнен с возможностью облучения первой зоны объекта, а второй лазерный модуль второго столбца лазерных модулей выполнен с возможностью облучения второй зоны объекта, при этом первая зона является смежной со второй зоной таким образом, что обеспечивается сплошное облучение объекта.
