一种光源装置及光固化3D打印机的制作方法

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种光源装置及光固化3D打印机。

背景技术：

3D打印机能够根据设计图纸打印出立体模型，可以实现工业生产，深受各行各业喜爱。其中，光固化3D打印技术是最早发展起来的3D打印技术之一，是目前研究最为深入、技术最为成熟、应用最为广泛的一种3D打印技术。现有的光固化3D打印机，其光源装置通常采用点光源、模拟点光源和面阵光源3种，但是这3种方式都存在缺点。

点光源存在能量值不足，均匀度很差的缺点，虽然没有杂乱UV(Ultraviolet Rays，紫外线)光线，但是光入射角偏大，不够垂直，打印精度低，打印质量差。模拟点光源只是在点光源基础上加大了能量值，存在点光源除了能量不足外的所有缺点。面阵光源通过均匀布置大量单点光源的方式，解决了能量值不足与均匀度差两个问题，不过依然存在光入射角偏大以及光线杂乱交叉的问题。

因此，为了解决现有的光固化3D打印机的光源装置不够理想的问题，有必要提出一种可提高打印精度的光源装置和光固化3D打印机。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光源装置及光固化3D打印机，其可提高打印精度。

为解决本实用新型的技术问题，本实用新型公开一种光源装置，包括底座、点光源或模拟点光源、第一凸透镜模组和第二凸透镜模组；所述第二凸透镜模组连接所述底座，并固定在第一凸透镜模组的正上方，使所述点光源或模拟点光源发出的光线可穿透第一凸透镜模组和第二凸透镜模组；所述第一凸透镜模组的第一凸透镜罩住点光源或模拟点光源，所述第二凸透镜模组的第二凸透镜的凸面朝向第一凸透镜。

其中，所述底座上固定有散热模组；所述点光源或模拟点光源固定在所述散热模组上。

其中，所述第一凸透镜模组包括所述固定在所述点光源或模拟点光源上的第一透镜座和固定在第一透镜座上的第一凸透镜；

所述第二凸透镜模组包括固定在所述底座上的第二透镜座、固定在第二透镜座上的第二透镜盖和固定在所述第二透镜座和第二透镜盖之间的第二凸透镜。

其中，还包括固定在所述第一凸透镜正上方和第二凸透镜正下方的第三凸透镜模组；所述第三凸透镜模组包括连接所述第一凸透镜模组和第二凸透镜模组的第三透镜座和固定在所述第三透镜座上的第三凸透镜，所述第三凸透镜的凸面朝向所述第二凸透镜。

其中，还包括固定在所述第二凸透镜正上方的第四凸透镜模组；所述第四凸透镜模组包括连接第二凸透镜模组的第四透镜座和固定在第四透镜座上的第四凸透镜，所述第四凸透镜的凸面与所述第二凸透镜的凸面朝向相反。

其中，所述第三凸透镜直径介于所述第一凸透镜和第二凸透镜之间。

其中，所述光源装置连接LCD屏幕，作为LCD屏幕的背光源装置。

其中，所述第一凸透镜模组还包括第一凸透镜盖，固定在所述第一透镜座上，位于第一凸透镜正上方。

其中，所述第一凸透镜和第二凸透镜分别通过耐高温弹性胶粘接固定在第一透镜座和第二透镜座上。

为解决本实用新型的技术问题，本实用新型还公开一种光固化3D打印机，包括基座、固定在基座内部的电路模组、驱动电机、散热模组和显示屏，以及固定在基座上方的运动模组、打印模组和树脂槽，其特征在于，还包括上述的光源装置，所述光源装置固定在所述基座内部，位于所述显示屏的正下方，与所述电路模组连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过在点光源或模拟点光源正上方配置两组或两组以上的凸透镜模组，使由点光源或模拟点光源发出的UV光线在经过匀光准直后，均匀而且近乎垂直的照在显示屏上，保证透过显示屏的UV光线按照实际显示的图像来固化光敏树脂，提高光固化 3D打印机的打印精度，还可作为LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示屏)屏幕的背光源，应用在曝光机、雕刻机等产品中。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的光源装置结构剖视图；

图2是本实用新型第二实施例的光源装置结构剖视图；

图3是本实用新型第一实施例的3D打印机结构剖视图；

图4是本实用新型第一实施例的UV光线照射第一凸透镜的示意图；

图5是本实用新型第一实施例的UV光线照射第一凸透镜和第二凸透镜的示意的；

图6是本实用新型第二实施例的UV光线照射第一凸透镜、第二凸透镜和第三凸透镜的示意图；

图7是本实用新型第二实施例的UV光线照射第一凸透镜、第二凸透镜、第三凸透镜和第四凸透镜的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例提供的光源装置，包括底座1、点光源或模拟点光源2、第一凸透镜模组3和第二凸透镜模组4。其中，第二凸透镜模组4连接所述底座1，并固定在第一凸透镜模组3的正上方，使固定在所述光源装置内部的点光源/模拟点光源2发出的光线可穿透第一凸透镜模组3和第二凸透镜模组4。并且，第一凸透镜模组3包括罩住点光源或模拟点光源2的第一凸透镜31，第二凸透镜模组4包括凸面朝向第一凸透镜31的第二凸透镜41。

具体的，在本实用新型实施例中，在底座1上还固定有散热模组40；点光源或模拟点光源2固定在散热模组40上。点光源/模拟点光源2由UV LED晶片加电路板构成。其中，模拟点光源可由多颗UV LED晶片密集绑定而成。当然，本领域技术人员可根据实际需要设置UV LED晶片的数量，例如可为4-64颗。另外，点光源或模拟点光源2也可以直接固定在底座1上，或者固定在第一凸透镜模组3，或第二凸透镜模组4上，都不影响本实用新型的实施。

散热模组40包括风扇401、散热座402和散热片403。散热座402采用铝合金材料，为中空结构，风扇内置于散热座402中。散热片403固定在散热座402上，也采用铝合金材料，其上还固定有点光源/模拟点光源2，以及第一凸透镜模组3。

具体的，第一凸透镜模组3包括第一凸透镜31和第一透镜座32，第一凸透镜 31通过耐高温弹性胶粘接固定在第一透镜座32上。第一透镜座32环绕点光源/ 模拟点光源2固定在散热模组403上，使第一凸透镜31可罩住点光源/模拟点光源 2，并且中心点也与点光源/模拟点光源2中心点垂直重合，使第一凸透镜31位于点光源/模拟点光源2的正上方，两者的中心点也垂直重合。第一凸透镜31的一面为凸面，一面为凹面，凸面朝向第二凸透镜41，凹面罩住点光源/模拟点光源 2。

具体的，第二凸透镜模组4包括第二凸透镜41、第二透镜座42和第二透镜盖43；第二凸透镜41通过耐高温弹性胶粘接固定在第二透镜座42上，第二凸透镜41的凸面朝向的第一凸透镜31。第二透镜座42为中空结构，垂直固定在底座1上，第二透镜盖43卡接固定在第二透镜座42的上，并从上方锁定第二凸透镜41，使第二凸透镜41固定的更加牢固。第二透镜盖43为圆环型，中间通孔可使UV光线穿过。第二凸透镜41的中心点与第一凸透镜31的中心点垂直重合，位于第一凸透镜31的正上方，另外，第二透镜座42和第二透镜盖43可采用铝合金材料制成。

如图4所示，点光源/模拟点光源2发出的UV光线经过第一凸透镜31后，光线稍微有所聚拢，但是还是比较发散，也不够均匀。如图5所示，UV光线再经过第二凸透镜41后，光线就比较收拢，接近垂直，同时也更均匀的照射在显示屏60上。

为了进一步使透出的光线垂直均匀的照射在显示屏上，如图2所示，本实用新型第二实施例的光源装置还包括固定在第一凸透镜31正上方和第二凸透镜41 正下方的第三凸透镜模组5。

具体的，第三凸透镜模组5包括第三凸透镜51和第三透镜座52。第三透镜座 52连接第一凸透镜模组3和第二凸透镜模组4。在本实用新型实施例中，第三透镜座52包括上通孔521、下通孔522、上圆环523和下圆盖524。上圆环523中间设有上通孔521，其大小与第三凸透镜51相匹配，并且中心点与第一凸透镜31和第二凸透镜41的中心点垂直重合，使第三凸透镜51位于第一凸透镜31的正上方，第二凸透镜41的正下方。

上圆环523的周边固定在第二透镜座42上。第三凸透镜51通过耐高温弹性胶粘接固定在上通孔521中，下圆盖524与上圆环523连接处呈台阶状，用以放置第三凸透镜51。第三凸透镜51的凸面朝向第二凸透镜41，平面朝向第一凸透镜31。

具体的，下圆盖524为中空结构，底部中间设有下通孔522，下通孔522卡接在第一透镜座33上，向上与上通孔521垂直相隔一定距离，向下与第一凸透镜31 垂直相隔一定距离。另外，第三透镜座52可采用铝合金材料制成。

在本实施例中，第一透镜模组3包括第一透镜座33、第一凸透镜31和第一凸透镜盖34。第一透镜座33为上下都有通孔的圆柱状，下方通孔用以固定第一凸透镜31，上方通孔外侧用以固定第三透镜座52，内侧用以固定第一透镜盖34。第一凸透镜盖34也为圆环结构，位于第一凸透镜31正上方，可使UV光线穿过。当然，去掉第一凸透镜盖34也不影响本实施例的实施。

为达到较好的效果，在本实施例中，第三凸透镜51直径介于第一凸透镜31 和第二凸透镜41之间。如图6所示，点光源/模拟点光源2发出的UV光线经过第一凸透镜31后，光线稍微有所聚拢，但是还是比较发散，也不够均匀，再经过第三凸透镜51后，光线进一步收拢，但是还不够理想，当经过第二凸透镜41后，光线才接近垂直，同时也更加均匀。相比上一个实施例，本实施例在经过三组凸透镜模组后，光线已经比较接近垂直地照射在显示屏上，这样打印效果也比较好，精度也比较高。

更进一步地，为了使光线更加垂直均匀，如图2所示，在本实施例中，所述光源装置还包括固定在第二凸透镜41正上方的第四凸透镜模组6。具体的，第四凸透镜模组6包括第四凸透镜61和第四透镜座62。第四凸透镜61通过耐高温弹性胶粘接固定在第四透镜座62的上，其凸面与第二凸透镜41的凸面朝向相反。第四透镜座62为圆环型，中间通孔固定第四凸透镜61，周边卡接固定在第二凸透镜盖43上。第二凸透镜盖43可从下方锁定第四凸透镜61，使第四凸透镜61固定地更加牢固。

更进一步地，为了达到更好的效果，第四凸透镜61的大小形状与第二凸透镜41的大小形状一样。如图7所示，点光源/模拟点光源2发出的UV光线在经过四组凸透镜后，光线已经近乎垂直且均匀地照射在显示屏60上，使得光固化3D 打印机的打印精度得到极大提高。

更进一步地，本实施例的光源装置还连接LCD屏幕，光源装置发出的UV 光线均匀而准直地照在LCD屏幕上，可作为LCD屏幕的背光源装置，应用在各种产品中，例如：曝光机、雕刻机等等。

综上所述，本实用新型实施例通过在点光源/模拟点光源上方配置两组或两组以上的凸透镜模组，使由点光源/模拟点光源发出的UV光线在经过匀光准直后，以均匀而且近乎垂直的角度照射在显示屏上，保证透过显示屏的UV光线按照实际显示的图像来固化光敏树脂，提高光固化3D打印机的打印精度，还可作为LCD屏幕的背光源，应用在曝光机、雕刻机等产品中。

再如图3所示，本实用新型实施例还提供一种光固化3D打印机，包括基座 10、固定在基座10内部的电路模组20、驱动电机30、散热模组40、光源装置50 和显示屏60，以及固定在基座10上方的运动模组70、打印模组80和树脂槽90。其中，光源装置50固定在基座10内部，位于显示屏60的正下方，与电路模组20 连接。

当接通电源后，驱动电机30开始转动，使打印模组80运行到合适的位置，光源装置50发出UV光线照射在显示屏60上。电路模组20将接收到的打印图片发送到显示屏60上，UV光线可穿透显示屏60中显示图案的区域，未显示图案的区域不能穿透。因此，树脂槽90中盛放的液体树脂经UV光线照射后可按照显示屏 60所显示的图案固化成型，并粘在打印模组70上。

由于本实施例的光源装置50可使点光源/模拟点光源2发出的UV光线以均匀且近乎垂直的角度照射在显示屏60上，所以，打印出来的效果更好，打印精度非常高。

光源装置50的具体结构和工作原理可参加上述实施例的描述，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型实施例通过在点光源/模拟点光源上方配置两组或两组以上的凸透镜模组，使由点光源/模拟点光源发出的UV光线在经过匀光准直后，以均匀而且近乎垂直的角度照射在显示屏上，保证透过显示屏的UV光线按照实际显示的图像来固化光敏树脂，提高光固化3D打印机的打印精度，还可作为LCD屏幕的背光源，应用在曝光机、雕刻机等产品中。

以上举较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内，本实用新型所主张的权利范围应以实用新型申请范围所述为准，而非仅限于上述实施例。