一种多光束激光干涉跨尺度3D打印系统及方法

摘要

本发明涉及一种采用多光束激光干涉技术产生的微纳复合周期性结构干涉光源获得跨尺度3D打印的方法和系统。其属于对现有3D打印方法的改进，包括：图像采集数据处理模块(1)、PC控制中心(2)、激光器(3)、分光系统(4)、三维打印平台(5)、打印材料(6)和CCD显微成像系统(7)。本发明提高了原有3D打印速度及分辨率，同时实现了被打印物体的微纳复合结构材料直接成型，为快速、大面积、高效的微纳复合结构的3D打印技术。

主权项

一种多光束激光干涉跨尺度3D打印系统，其特征在于：包括图像采集数据处理模块(1)、PC控制中心(2)、激光器(3)、分光系统(4)、三维打印平台(5)、打印材料(6)和CCD显微成像系统(7)；打印材料(6)置于三维打印平台(5)上；首先图像采集数据处理模块(1)将打印物体3D物理模型分层，并传送给PC控制中心(2)；根据打印纳米图案尺寸要求，PC控制中心(2)模拟3D纳米图案结构成型物理模型并设置分光系统(4)参数，使分光系统(4)将激光器(3)输出的单束激光分为多束相干光，并设定各路相干光束的入射角和空间角，各路相干光的偏振状态一致，通过参数设定使多束相干光组合，在CCD显微成像系统(7)和打印材料(6)的表面上形成周期性微纳复合结构图案；CCD显微成像系统(7)检测相干光形成的干涉结构图案信息并反馈给PC控制中心(2)，PC控制中心(2)对分光系统(4)的参数修正，使CCD显微成像系统(7)检测干涉图案分布周期达到打印纳米图案尺寸要求，参数设定完成；PC控制中心(2)精确地控制三维打印平台(5)在二维平面的扫描速度及方式，相干光按照被打印物体3D物理模型截面轮廓逐点扫描，与被打印材料(6)作用使作用处材料成型，获得该截面轮廓的微纳复合结构薄片，设置打印平台(5)升起或下降一层薄片的距离后继续分层扫描，叠加成型的方式逐层增加材料生成微纳复合结构三维模型。