一种模块化3D打印机的制作方法

本实用新型涉及3D打印技术，具体涉及一种模块化3D打印机。

背景技术：

随着科技的逐步发展，人们开始接触到越来越多新鲜的技术与科技，3D打印机便是其中之一。但是高昂的使用成本，狭窄的使用场景令他们望而却步。市场上主流的3D打印机为FDM型，采用喷头喷射融化塑料的方式打印，材料价格低，机器价格也较低，但是他们的结构设计比较粗糙，导致了打印精度低，使用前需进行调试。松散外露的结构设计降低了他们的坚固性，因此只能在摆放在固定地点进行使用，不易搬动。另一种3D打印机为光固化成型(DLP技术)，不同厂商的不同产品均具有不同的结构，但基本原理均是使用紫外光固化树脂，打印质量非常高，可以制作复杂的零件，打印尺寸非常大，但是机体笨重巨大，结构复杂且难以维修，多用于工厂和实验室，应用范围仅限工业领域。现在无论是家庭用户还是自由创业者都面临了一种困境，即在选择3D打印机时没有过多的选择，要么选择便宜粗糙的FDM打印机，但是结构的不牢靠使打印质量不尽如人意，要么选择精细昂贵的DLP打印机，但复杂的结构导致了高昂的使用成本。而且这些打印机都不易于携行，只能摆放在固定地点使用，非常不方便。所以3D打印技术发展至今也仅仅用于少数高端领域而不能真正的为人们的生活带来切实的好处。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使用便利牢靠的模块化3D打印机。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种模块化3D打印机，该3D打印机的内部设有放置光固化树脂的树脂槽、成型平台、控制成型平台移动的动力单元、照射树脂槽底部的光源以及用于控制光源的控制单元，所述3D打印机包括设置在底部的光源室、设置在顶部的盖板以及并列设置在光源室和盖板之间的成型室和引擎室，所述成型室包括成型壳体以及设置在成型壳体内部的树脂槽，所述引擎室包括引擎壳体以及设置在引擎壳体内部的动力单元，所述光源室中设置光源和控制单元。

本实用新型的3D打印机实现了模块化，将打印机分成了4个部分，通过使用不同的模块，3D打印机可以做很大，以实现工业设计要求，也可以做的很小，以方便携带。模块化的形式允许消费者可以通过简单的模块组装进行使用并免去了复杂的安装和调试。拆卸后的模块也利于携带或维修与更换。不同的模块也允许3D打印机采用不同的成型技术进行打印，从而使使3D打印机能提供不同的打印质量并覆盖更广的价格范围，使消费者拥有更多的选择并做出最合适的购买决定。

动力单元包括一台步进电机、丝杆、电子控制系统及电源，用于控制成型平台移动。本3D打印机的具体原理如下：控制单元接收到图形的信号，并传递给光源，然后光源按照固定的形状照射树脂槽的底部，树脂槽底部的光固化树脂会根据光源的形状固定下来，打印时先打印产品底部，然后逐层向上打印，每打印一层，成型平台升高一层，即打印某一层前成型平台自动移动确保已固化的树脂与树脂槽底部的距离为0.1mm，随后光源显示图案并发光，成型平台与树脂槽间的树脂会固化成特定形状(与光源所显示的图案相同)并黏在上一层已固化的树脂上上，一层打印完毕，然后再重复上述动作。

所述成型壳体外壁的一个侧面与引擎壳体外壁的一个侧面贴紧，且这两个侧面的中部均开设相同的竖向直槽，所述成型平台穿过该竖向直槽设置在成型室和引擎室中。

所述成型壳体外壁的一个侧面与引擎壳体外壁的一个侧面通过粘接、螺栓或卡榫的方式贴紧连接。

所述成型壳体包括平行的内层和外层，所述内层和外层的顶部连接，内层和外层中间留有间隙，且内层的高度小于外层的高度。

所述盖板的底部设有与成型壳体内层的外壁相匹配的一号凸起，盖板的底部还设有与引擎壳体内壁相匹配的二号凸起。

所述光源室的顶部设有与成型壳体外层的内壁相匹配的凸边，该凸边围成的区域中设有光源。。光源室用于发出亮光和显示图案。有两种实现方案：第一种包括壳体，上面放置数字便携式设备，包括手机，平板电脑或其他相似设备，即凸边围成的区域中间防止便携式设备；第二种包括壳体，内部放置LCD面板，405nmLED发光阵列，铝基散热板，风扇，插电式电源，凸边围成的区域即为图像成像区。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在以下几方面：

(1)可拓展性：便利的拆卸使消费者可以混搭不同的模块以实现不同的需求，而不需要为了满足不同的打印要求购买多台打印机。随着科技的发展，消费者也可以用功能更多的新模块来代替原有的老模块，实现了用最低的成本获得最新好的打印技体验；

(2)便携型：模块化的设计允许消费者选择小号的模块进行组装，使其体积得以缩小，可以摆放在任意位置。便捷的拆卸使消费者可以将拆卸的模块放在包里以实现携行，然后在需要使用时再组装起来；

(3)完全的定制服务：由于采用模块化的组装，消费者可以根据自己的需求去选购相应的模块进行组装使用，而不要需要削足适履，为了有限的几款打印机去妥协；

(4)更低的成本：由于采用模块化的组装，因此更易于流水线生产，只需设置有限的几条流水线就可以生产多种不同型号和功能的打印机。后续的研发也仅仅是专注于模块，不会因为新功能的添加而进行大刀阔斧的重新设计，因此生产线也不需要进行大的改动。研发成本和生产成本得以降低。

附图说明

图1为实施例1中3D打印机的结构示意图；

图2为图1的侧视剖面示意图；

图3为实施例2中3D打印机的结构示意图。

其中，1为盖板，11为一号凸起，12为二号凸起，2为成型壳体，21为内层，22为外层，3为引擎壳体，4为光源室，41为凸边，42为设备放置区，43为图像成像区，5为直槽。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种模块化3D打印机，本打印机的打印尺寸约为常见的数字移动电话机大小，采用的技术方案为：

包括盖板1，其外缘大小与成型室、引擎室并排放在一起的大小相当，底部设有一号凸起11和二号凸起12，可以正好契合成型壳体2中内层21的内壁和引擎室3的内壁，起固定作用与遮光作用。

成型壳体2与引擎壳体3通过位于成型壳体2上外层22的外壁与引擎壳体3的外壁表面的软磁条贴片相吸而实现，成型壳体2中内层21的内壁将通过粘合与打印用树脂槽实现贴合。

引擎壳体3的内部将安装升降平台与电子控制系统(包括电源控制，电机控制，蓝牙控制等等)，成型平台的升降臂将穿过竖向直槽5实现自由升降。

光源室4的外缘大小与盖板1相当，设备放置区42内将放置手机等小型移动电话设备，将小型移动设备中的图形通过数据线传递给控制系统，控制系统将信号传递给光源，光源照射树脂槽底部，从而逐层固化树脂槽中的树脂，凸边14将正好契合成型壳体2中外层22的内壁，具体结构如图1和图2所示。

实施例2

如图2所示，除光源室5与实施例1不同外，其余均相同。图像成像区43大小与实施例1中设备放置区42相当，凸边16正好契合成型壳体2中外层22的内壁，光源室5采用的成像方式是已有的LCD-DLP技术，采用LCD-DLP技术的3D打印机所采用的树脂需为紫外光固化树脂；光源室包括控制单元、散热器、导热铜板、LED光源、光通、菲涅尔透镜和LCD屏。LED光源为LED阵列，LED光源底部设置导热铜板和散热器，散热器包括翅片和风扇；LED光源为375nm-405nm的紫外光，其上方设置光通，光通上方为菲涅尔透镜，菲涅尔透镜距离LED光源距离约为80mm；菲涅尔透镜面积大于等于LCD屏，且与其距离为8mm左右；控制单元5置于最底部；控制单元控制LED光源发出相应形状的光，通过光通和菲涅尔透镜传递至LCD屏，LED屏上形成STL文件的切片，照射树脂槽底部，固化其底部的树脂。后续原理与实施例1相同。