【摘要】：3D打印技術(shù)與傳統(tǒng)的 去材加工‖相比,具有生產(chǎn)效率高,精度高,一體化成型以及能夠制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、弧度抽象等模型的特點(diǎn),越來越多的被人們所認(rèn)識。但是傳統(tǒng)的3D打印都是掃描式打印,需要將模型用分層軟件處理,打印機(jī)逐層將打印材料成形,精度及生產(chǎn)效率較低,越來越不能滿足人們對 高質(zhì)量、快節(jié)奏‖生活的追求。本論文在總結(jié)了現(xiàn)有光固化3D打印方法的基礎(chǔ)上,基于高精度3D打印提出了利用聚焦鏡頭使光斑會聚的方法,并研究了會聚鏡頭的不同入射點(diǎn)及成像距離等對成像光斑大小的影響,在高效率的光固化3D打印的設(shè)計中,提出了一種利用光學(xué)設(shè)計軟件DOEMaster,設(shè)計衍射光學(xué)元件,改變多激光器的傳播相位,使其與實體模型相位一致,共同照射到光敏樹脂材料,再現(xiàn)出三維模型的打印方案。在本論文中,對方案所需要用到的擴(kuò)束系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計,首先在幾何光學(xué)的原理下,對初始結(jié)構(gòu)進(jìn)行選擇與計算,利用ZEMAX模擬軟件進(jìn)行模擬及優(yōu)化,設(shè)計出了一個入射波長為405nm,入瞳直徑為2mm,光束類型為高斯,全視場角為3°,材料為融石英的三片式十倍擴(kuò)束系統(tǒng),最終設(shè)計的系統(tǒng),在不同視場下波像差最大為0.025λ,遠(yuǎn)小于λ/4,初級像差很小,場曲小于0.2mm,畸變小于0.002%。并在此基礎(chǔ)上,保持透鏡材料、系統(tǒng)總長以及透鏡間隔都不變的基礎(chǔ)上,設(shè)計優(yōu)化了滿足指標(biāo)要求的五倍和十五倍激光擴(kuò)束系統(tǒng)。在本論文中,利用ZEMAX軟件,模擬了實驗室現(xiàn)有405nm會聚鏡頭在不同入射位置以及不同成像距離情況下的光斑大小,并對模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,得出在不同位置以及不同距離,光斑大小的具體數(shù)值以及變化趨勢。在本論文中,利用定制的會聚鏡頭進(jìn)行3D打印實驗;利用雙光束會聚的方式提出了新的打印方式。對多激光束的分束方案做了介紹,對需要的可調(diào)諧輸出板條激光器的諧振腔提出了設(shè)計方法,并對需要的光學(xué)系統(tǒng)做了總結(jié)。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH74;TP391.73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2594148