用于光固化打印机的储料装置及光固化打印机的制作方法

本发明涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种用于光固化打印机的储料装置以及具有该储料装置的光固化打印机。

背景技术

现有的光固化3d打印机成型台运动方式分为下沉式和提拉式，提拉式的光固化3d打印机大多不具备刮刀装置，少数具有刮刀装置的设备其作用也只是为了起到对材料的搅拌作用，并不能精确控制材料的铺展厚度。因此，现有的光固化3d打印机，打印过程中模型均浸泡在材料中，这会造成模型中气泡的产生，对模型精度也会造成一定影响；另外，对于一些高粘度的光固化材料体系的应用存在限制。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明实施例提供一种用于光固化打印机的储料装置。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：

一种用于光固化打印机的储料装置，包括:

载体，其具有一个用于铺设光固化材料且透光的铺设面；

刮刀，其设置在所述铺设面的上方，并与所述铺设面形成一预留间隙；

驱动机构，其用于驱动所述刮刀以平行于所述铺设面的方式作往复的直线运动；以及

调整机构，其用于调整所述刮刀以改变所述刮刀与所述铺设面之间的所述预留间隙；

其中，所述刮刀上形成有用于容纳所述光固化材料的容置槽以及能够使所述光固化材料流入所述铺设面上的导流通道，以当所述驱动机构驱动所述刮刀作直线运动时，所述刮刀能够在所述铺设面上铺设一层对应于所述预留间隙厚度的光固化层。

优选地，所述调整机构包括两个；所述刮刀包括刮铺部以及分别连接于所述刮铺部两端的两个连接臂；所述刮铺部与所述铺设面之间形成所述预留间隙；两个所述调整机构分别位于所述刮刀的两侧并分别与两个所述连接臂连接。

优选地，所述储料装置还包括基板；所述基板上开设有镂空部，所述载体嵌设于所述镂空部；所述载体上形成有一个矩形槽，所述矩形槽的槽底形成所述铺设面；所述刮铺部设置在所述矩形槽中，其两端延伸至所述矩形槽的其中两个相对的第一槽壁；两个所述调整机构分别设置在位于所述刮刀的两侧的基板上，两个所述连接臂分别伸出所述矩形槽后与两个所述调整机构连接；所述驱动机构用于驱动两个所述调整机构移动以带动所述刮刀在所述矩形槽的其中另两个相对的第二槽壁之间往复运动。

优选地，所述容置槽开设在所述刮铺部上。

优选地，所述驱动机构包括沿所述刮刀的运动方向布置的皮带、装设在所述基板上并用于支撑所述皮带的带轮以及装设在所述基板上并用于驱动所述带轮转动的电机；其中，

所述调整机构连接在所述皮带上，以使所述调整机构随所述皮带移动。

优选地，所述调整机构包括导向架以及千分尺；所述基板上沿所述刮刀的运动方向开设有导向长孔；所述导向架的下部穿设所述导向长孔后通过连接块与所述皮带连接；所述千分尺装设在所述导向架的上部，所述千分尺包括顶杆以及通过旋转驱动所述顶杆移动的调整螺母，所述顶杆通过驱动连接臂以改变所述刮铺部与所述铺设面之间的所述预留间隙。

优选地，所述导向架上形成有竖直导轨，所述竖直导轨中设置有能够沿所述竖直导轨移动的滑块，所述滑块固定在所述顶杆上，所述滑块上设置有旋转件，所述旋转件能够相对所述滑块转动，所述连接臂可拆卸的装设在所述旋转件上，并能够随所述旋转件转动。

优选地，所述矩形槽的槽底由透明材料制成。

优选地，所述基板上还设置有直线导轨，所述直线导轨沿所述刮刀的运动方向延伸，所述连接块部分的设置于所述直线导轨中，并能够沿所述直线导轨移动。

本发明还公开了一种光固化打印机，包括上述的储料装置。

与现有技术相比，本发明的实施例提供的用于光固化打印机的储料装置的有益效果是：本发明的储料装置利用刮刀铺设一层打印材料然后打印一层，从而能够防止打印模型出现缩松、缩孔等缺陷，使得打印后的模型内部更加密实，强度更好，且打印精度高。

附图说明

图1为本发明的实施例提供的用于光固化打印机的储料装置的立体结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的用于光固化打印机的储料装置的平面结构示意图；

图3为图2的a-a向剖视图；

图4为图3的b-b向剖视图。

图中：

10-基板；11-导向长孔；12-镂空部；13-直线导轨；20-载体；21-矩形槽；22-铺设面；30-调整机构；31-导向架；311-竖直导轨；32-千分尺；321-顶杆；33-滑块；34-旋转件；35-拨叉；40-刮刀；41-刮铺部；42-连接臂；43-容置槽；50-驱动机构；51-电机；52-皮带；53-带轮；54-连接块；55-传动轴。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

如图1至图4所示，本发明的一个实施例公开了一种用于光固化打印机的储料装置，该储料装置包括载体20、刮刀40、驱动机构50及调整机构30。载体20上具有一个用于铺设光固化材料的铺设面22，该铺设面22能够透光，即，当在该铺设面22上铺设一层光固化材料时，光线能够穿透铺设面22照射在该光固化材料上以使该光固化材料固化。刮刀40设置在铺设面22的上方，并使刮刀40与铺设面22形成一预留间隙，刮刀40上开设有用于盛放光固化材料的容置槽43以及使容置槽43中的光固化材料流入铺设面22上的导流通道(附图中未示出)，可知地，当刮刀40在铺设面22上方作直线运动时，光固化材料通过导流通道流入铺设面22并通过刮刀40铺设一层光固化材料，该预留间隙决定了所铺设的光固化材料的厚度，进而决定了打印机的打印速度以及精度(预留间隙越大，打印速度越快，打印精度越低；预留间隙越小，打印精度越高，打印速度越慢)。驱动机构50用于驱动刮刀40在铺设面22的上方以平行于铺设面22的方式做往复的直线运动，一次往复的直线运动铺设两层光固化材料(以下简称光固化层)。调整机构30用于调整刮刀40相对于铺设面22的垂直距离，以改变刮刀40与铺设面22之间的预留间隙，从而调整所要铺设的光固化层的厚度。

当本发明的储料装置应用于提拉式光固化打印机时，刮刀40每铺设一层光固化层便利用光线打印一层，每层的厚度决定于预先设定的预留间隙，且刮刀40通过刮铺使得光固化层内部较密实，相比于通过提拉浸入光固化材料中的打印模型的预定高度以实现光固化打印的方式(在提拉打印模型时，打印模型的下端面与光固化材料之间容易形成气穴，从而使打印的模型容易产生缩松或缩孔，使得所打印的模型内部不够致密，当打印材料为粘度较大的材料时，产生缩松和缩孔的现象更加明显)，本发明的储料装置能够防止打印模型出现缩松、缩孔等缺陷，使得打印后的模型内部更加密实，强度更好，且打印精度高。

如图3所示，为保证刮刀40与铺设面22之间形成的预留间隙在各个位置均相等，即，使刮刀40与铺设面22具有较高的平行度，刮刀40的两侧分别设置一个调整机构30，刮刀40具体包括用于刮铺光固化材料的刮铺部41以及连接在刮铺部41两端的连接臂42；两个连接臂42分别对应与两个调整机构30连接，刮铺部41呈条状，条状的刮铺部41朝两个调整机构30延伸，刮铺部41的底部为与铺设面22相对的平面，容置槽43开设在刮铺部41的上部，导流通道自容置槽43的槽底贯通至刮铺部41的底部的平面，刮铺部41的底部在其移动方向上的两侧开设有倒角(或称楔形面)以便存储从导流通道流出的多余的光固化材料。如此，利用两个调整机构30调整刮刀40的两端的高度使得刮铺部41与铺设面22具有较高的平行度，从而使所铺设的光固化层的厚度较均匀。通过在刮铺部41的底部开设倒角，使得铺设完成后剩余的光固化材料存储于倒角与铺设面22围成的空间中，并作为后续铺设的补充。

在本发明的一个优选实施例中，如图1和图2所示，储料装置还包括基板10，该基板10安装于打印机的工作平台上，可作为工作平台的一部分，基板10的中央开设一个镂空部12，载体20嵌设在镂空部12中，该载体20的中部加工成一个矩形槽21，该矩形槽21的槽底为一平面，该平面作为上述的铺设面22。条状的刮铺部41设置在矩形槽21中，刮铺部41的两端延伸至矩形槽21的其中两个相对槽壁(不妨命名该两个槽壁为第一槽壁)，两个调整机构30设置在位于刮刀40的两侧的基板10上，并能够在垂直于条状的刮铺部41的方向上移动(不妨命名该两个槽壁为第二槽壁)；两个连接臂42分别伸出矩形槽21后与两个调整机构30连接；驱动机构50用于同时驱动两个调整机构30移动，以使两个调整机构30通过两个连接臂42带动刮铺部41在两个第二槽壁之间做直线往复运动。优选地，矩形槽21的槽底由透明材料制成，如，由石英玻璃或亚克力板制成。在本实施例中，矩形槽21对刮刀40的铺设面22进行了限定，并对光固化材料具有收敛作用，以防止具有流动性的光固化材料流动至矩形槽21以外。设置矩形槽21使得本发明的储料装置仍可应用在现有技术中的利用打印模型浸入的方式进行打印的打印机上，扩展了储料装置的应用范围。

调整刮刀40的刮铺部41与铺设面22之间的预留间隙的调整机构30的结构有多种，驱动调整机构30移动的驱动机构50的结构也有多种，在本发明的一个优选实施例中，如图3和图4所示，调整机构30包括导向架31、千分尺32、滑块33、旋转件以及拨叉35；矩形槽21的两侧的基板10上开设有沿刮刀40的运动方向延伸的两条导向长孔11；千分尺32包括顶杆321以及通过旋转驱动顶杆321移动的调整螺母；导向架31上开设有竖直导轨311，导向架31的下部穿设导向长孔11后与驱动机构50连接，千分尺32装设在导向架31的上部，并使顶杆321竖直朝下的伸入至竖直导轨311中，滑块33设置在竖直导轨311中并固定在顶杆321上，通过旋转调整螺母以使顶杆321带动滑块33沿竖直导轨311上下移动；旋转件通过垂直于顶杆321的销轴可转动的连接在滑块33上，拨叉35可摆动的连接在旋转件上；刮刀40的连接臂42的端部以及旋转件上均开设有槽口，拨叉35朝连接臂42的方向摆动以卡入连接臂42的槽口，从而使连接臂42与旋转件连接为一体，拨叉35朝旋转件方向摆动以卡入旋转件的槽口，从而使连接臂42与旋转件能够分离。如此，可通过分别旋拧两个调整机构30上的调整螺母来分别驱动两个顶杆321竖直移动，从而分别调整刮铺部41两端与铺设面22的距离，从而能够保证刮铺部41与铺设面22有较高的平行度；通过转动旋转件来调整铺面部的底部的平面与铺设面22的角度，以适应不同粘度、不同铺设要求的光固化材料的铺设。

如图3和图4所示，驱动机构50具体包括两条皮带52、四个带轮53、一个电机51以及一个传动轴55，两条皮带52沿刮刀40的运动方向布置，且两条皮带52设置在基板10的下方并与调整机构30的导向架31的位置相对应；四个带轮53均固定在基板10的下方并分别两两对应的用于分别支撑两条皮带52，电机51固定在基板10的下方并用于驱动其中一个带轮53，传动轴55用于连接分别用于支撑两条皮带52且位置相对的两个带轮53，两个调整机构30的导向架31分别与两条皮带52固定连接。如此，电机51驱动带轮53转动，带轮53通过传动轴55同时带动两条皮带52同步传动，从而带动两个导向架31以及刮刀40同步移动，可通过改变电机51的输出轴的转动方向来实现刮刀40的往复运动。

为使导向架31运动更加平稳，如图3和图4所示，在基板10的底部对应于导向长孔11的位置设置直线导轨13，该直线导轨13沿刮刀40的运动方向延伸(或称沿皮带52的传输方向延伸)，导向架31的下部通过连接块54固定在皮带52上，且连接块54部分的设置在直线导轨13中，从而使连接块54能够沿直线导轨13移动。如此，在直线导轨13与连接块54的配合作用下，导向架31以及刮刀40能够平稳的进行往复直线运动。

本发明还公开了一种光固化打印机，该光固化打印机包括上述的储料装置，其中，该光固化打印机还包括设置在载体20的下方的光源以及设置在载体20上方的用于附接打印模型的工作装置，该光源发出光线使光线穿透铺设面22照射在铺设的光固化层上实现一层打印，从而最终打印出零部件模型。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。