一种增材制造设备及增材制造系统的制作方法

本实用新型涉及测量领域，特别是一种增材制造设备及增材制造系统。

背景技术：

增材制造融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。目前的增材制造设备常用构件板在z轴驱动模块的作用下进行上下移动，使得固化层从容器底部分离，通过激光扫描照射将光固化材料进行固化，然后通过z轴驱动模块将已固化的固化层进行分离，经过多次分离和照射，将固化层累积在构件板上得到3d构件，但是现有的激光扫描系统主要使用单振镜，扫描速度慢，增材设备的工作效率低，而且每完成一次制造3d构件后，在容器中的光固化材料会出现沉积物，光固化材料不均匀，导致下一次的3d构件的制作精度降低。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种增材制造设备及增材制造系统，有效提高增材设备的工作效率以及制作精度。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

根据本实用新型第一方面提供的一种增材制造设备，包括：用于存放光固化材料的容纳腔、用于附着并移动经照射后被固化的3d构件的构件平台、与所述构件平台连接用于控制所述构件平台运动的驱动机构以及用于使光固化材料凝固的光路系统；

所述容纳腔，包括透明的底板、用于平衡光固化材料的平衡机构以及用于去除光固化材料中沉积物的筛滤机构；

所述驱动机构，包括z轴运动机构以及用于控制所述z轴运动机构的控制模块，所述控制模块与所述z轴运动机构电连接；

所述控制模块，包括用于检测固化层与所述容纳腔分离情况的检测模块；

所述光路系统包括用于产生激光管的激光器、用于反射激光的反射镜、用于控制激光线路的至少两个振镜模块以及分光器。

上述一种增材制造设备至少具有以下有益效果：通过分光器与多个振镜共同组合设置，有效提高打印范围以及打印效率；再而通过筛滤机构的作用，在每完成一次3d构件制作后对光固化材料中的沉积物进行过滤筛除，有效提高3d构件的制造精度。

根据本实用新型第一方面提供的一种增材制造设备，所述筛滤机构包括用于过滤筛除的筛网部件以及用于控制所述筛网部件的控制部件。

根据本实用新型第一方面提供的一种增材制造设备，所述平衡机构包括液位传感器以及平衡块，由液位传感器实时检测容纳腔内的树脂液位高度，当z轴运动机构带动构件平台上下升降时会引起液位变化，根据检测液位的情况控制平衡块运动，平衡液位波动，有效保持容纳腔液位的稳定。

根据本实用新型第一方面提供的一种增材制造设备，还包括设置所述容纳腔上用于控制所述容纳腔的运动模块，容纳腔的驱动机构可以控制进行运动，当结合检测模块与z轴运动机构时，可以进一步提高构件平台上固化层与容纳腔分离速度，提高工作效率。

根据本实用新型第一方面提供的一种增材制造设备，所述容纳腔还包括恒温恒湿模块，有效调控容纳腔内的光固化材料的温度和湿度，使光固化材料处于适宜工作的良好状态。

根据本实用新型第一方面提供的一种增材制造设备，所述容纳腔还包括平整刀，使容纳腔的液面提高平整度。

根据本实用新型第一方面提供的一种增材制造设备，所述光路系统还包括设置在反射镜与振镜模块之间的聚焦机构，使在聚焦区域内的光能量维持不变。

根据本实用新型第一方面提供的一种增材制造设备，所述构件平台上设置用于将成品与所述构件平台分离的分离模块，3d构建成型后无需人工干预，即可完成3d构件与构建平台的分离工作。

根据本实用新型第一方面提供的一种增材制造设备，所述分离模块包括分离部件以及用于释放分离液的输出机构，制造3d构件时在构件平台粘贴一张双面膜，一面粘贴在构件平台上，另一面粘贴在3d构件的固化层的底面上，当3d构件完成制造后，输出机构向粘贴在构件平台上的一面输出分离液，使其溶解，然后通过分离部件将3d构件与构建平台分离，简单快捷有效。

根据本实用新型第二方面提供的一种增材制造系统，包括上述的增材制造设备。

上述一种增材制造系统至少具有以下有益效果：包括增材制造设备，通过分光器与多个振镜共同组合设置，有效提高打印范围以及打印效率；而且通过检测模块与z轴运动机构的相互作用，有效提高构件平台上固化层与容纳腔分离速度，提高工作效率。

根据本实用新型第二方面提供的一种增材制造系统，包括用于摆放成品的陈列台以及用于将成品从所述增材制造设备中运输到所述陈列台上的传输机构，3d构件成品并与构建平台分离后，通过传输机构将成品运输到陈列台上，过程无需人工干预。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型一种增材制造设备实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一种增材制造设备实施例的光系统示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1-2，本实用新型的一个实施例提供了一种增材制造设备，包括：用于存放光固化材料的容纳腔10、用于附着并移动经照射后被固化的3d构件的构件平台20、与所述构件平台20连接用于控制所述构件平台20运动的驱动机构30以及用于使光固化材料凝固的光路系统40；所述容纳腔10，包括透明的底板、用于平衡光固化材料的平衡机构以及用于去除光固化材料中沉积物的筛滤机构；所述驱动机构30，包括z轴运动机构33以及用于控制所述z轴运动机构33的控制模块34，所述控制模块34与所述z轴运动机构33电连接；所述控制模块34，包括用于检测固化层与所述容纳腔10分离情况的检测模块35；所述光路系统40包括用于产生激光管的激光器41、用于反射激光的反射镜42、用于控制激光线路的至少两个振镜模块43以及分光器45。通过分光器45与多个振镜43共同组合设置，有效提高打印范围以及打印效率；而且通过检测模块35与z轴运动机构33的相互作用，有效提高构件平台20上固化层与容纳腔10分离速度，提高工作效率；再而通过筛滤机构的作用，在每完成一次3d构件制作后对光固化材料中的沉积物进行过滤筛除，有效提高3d构件的制造精度。

本实用新型的一个实施例提供了一种增材制造设备，筛滤机构包括用于过滤筛除的筛网部件61以及用于控制筛网部件的控制部件62，当完成一个3d构件制造后，控制部件62控制筛网部件61向上提出，并将筛网部件61中的沉积的光固化材料倒出。

本实用新型的一个实施例提供了一种增材制造设备，所述平衡机构包括液位传感器11以及平衡块12，由液位传感器11实时检测容纳腔10内的树脂液位高度，当z轴运动机构33带动构件平台20上下升降时会引起液位变化，根据检测液位的情况控制平衡块12运动，平衡液位波动，有效保持容纳腔10液位的稳定。

本实用新型的一个实施例提供了一种增材制造设备，还包括设置所述容纳腔10上用于控制所述容纳腔10的运动模块14，容纳腔10的驱动机构30可以控制进行运动，当结合检测模块35与z轴运动机构33时，可以进一步提高构件平台20上固化层与容纳腔10分离速度，提高工作效率。

本实用新型的一个实施例提供了一种增材制造设备，所述容纳腔10还包括恒温恒湿模块13，有效调控容纳腔10内的光固化材料的温度和湿度，使光固化材料处于适宜工作的良好状态。

本实用新型的一个实施例提供了一种增材制造设备，所述容纳腔10还包括平整刀，使容纳腔10的液面提高平整度。

参照图2，本实用新型的一个实施例提供了一种增材制造设备，所述光路系统40还包括设置在反射镜42与振镜模块43之间的聚焦机构44，使在聚焦区域内的光能量维持不变。

本实用新型的一个实施例提供了一种增材制造设备，所述构件平台20上设置用于将成品与所述构件平台20分离的分离模块，3d构建成型后无需人工干预，即可完成3d构件与构建平台的分离工作。

本实用新型的一个实施例提供了一种增材制造设备，所述分离模块包括分离部件以及用于释放分离液的输出机构，制造3d构件时在构件平台20粘贴一张双面膜，一面粘贴在构件平台20上，另一面粘贴在3d构件的固化层的底面上，当3d构件完成制造后，输出机构向粘贴在构件平台20上的一面输出分离液，使其溶解，然后通过分离部件将3d构件与构建平台分离，简单快捷有效。

本实用新型的一个实施例提供了一种增材制造系统，包括上述的增材制造设备。包括增材制造设备，增材制造设备通过x轴、y轴、z轴运动机构33之间的相互配合，可以制造出层面积比容纳腔10底面积小但立柱面面积比容纳腔10底面积大的3d构件，有效提高增材设备的利用率；而且通过检测模块35与z轴运动机构33的相互作用，有效提高构件平台20上固化层与容纳腔10分离速度，提高工作效率。

本实用新型的一个实施例提供了一种增材制造系统，包括用于摆放成品的陈列台以及用于将成品从所述增材制造设备中运输到所述陈列台上的传输机构，3d构件成品并与构建平台分离后，通过传输机构将成品运输到陈列台上，过程无需人工干预。

以上，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，都应属于本实用新型的保护范围。