一种sla-3d打印机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种3D打印机，尤其是一种SLA型3D打印机，属于光固化快速成型技术领域。
【背景技术】
[0002]3D打印技术是一种快速成型的增才制造手段，其数字化的制造方式在工业制造中快速崛起。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。光固化(SLA)3D打印技术属于3D中重要一部分，目前的SLA主要是采用单束激光扫描光敏材料成型，这无疑大大加长了制作周期，使生产效率低下。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明提供一种新型SLA-3D打印机，其采用光阵面板直接照射光敏材料成型所需截面，快速可靠，提高生产效率。
[0004]本发明采取的技术方案为:一种新型SLA-3D打印机，包括伺服电机、安装平台、四根立柱、液池、紧定螺钉、灯罩、灯罩吊板、压紧螺母、固定垫块、联轴器、滚珠丝杠、密封组块、丝杠螺母、固定轴承、打印平台、强光灯组、接光板、阵列固定边框、阵列单元边框、合页机构、光纤转接头、光纤、液面刮刀、刮刀导轨、轴承固定框、液池壁、打印基板托架、打印基板、合页框、合页板、微动电机，其特征在于:所述的安装平台为长方体形薄板，所述的四根立柱分别固定安装在安装平台四个角位置，并与安装平台的长宽平面相垂直；液池为长方体箱体结构，其底面固定安装在安装平台上面板的四个固定垫块上，上端开口面向上，保持与安装平台的长宽面相平行；密封组块嵌装在液池箱体的下底面上；伺服电机固定安装在在安装平台上板面的安装槽中，保证伺服电机的主轴与安装平台的长宽平面相垂直；滚珠丝杠的下端通过联轴器与伺服电机的输出轴固定连接，滚珠丝杠中间部分穿透过密封组块，并伸入液池箱体内部，滚珠丝杠上端与固定轴承内圈固定连接，固定轴承外圈固定安装在液池箱体内的轴承固定框上；丝杠螺母内侧面与滚珠丝杠滚动连接，外侧面固定安装在打印平台的打印基板托架的安装孔中，打印基板托架与打印基板固定连接；两根刮刀导轨的两端固定安装在液池箱体的内壁上，保持导轨的导轨面与轴承固定框垂直交错，液面刮刀通过两端的安装孔滑动安装在刮刀导轨的导轨面上，保持滑动，同时调整打印基板的位置，确保液面刮刀的刮刀刃在打印基板的上面；灯罩与灯罩吊板固定连接，灯罩吊板通过四角的安装孔压装在四根立柱的第一级台阶面上，并通过压紧螺母压紧；接光板依靠四角的安装孔压在四根立柱的第二级台阶面上，灯罩下端扣在接光板的灯罩配合面上；合页机构排列卡装在阵列单元边框内构成一个阵列单元，若干阵列单元排列卡装在阵列固定边框，并且通过紧定螺钉压实，构成一个光阵板，阵列固定边框通过四角的安装孔压装在四根立柱的第三级台阶面上；合页机构上端与光纤转接头连接，光纤一端与光纤转接头连接，另一端与接光板的光纤孔连接，保证灯罩的光线通过接光板进入光纤，沿着光纤传输到光纤转接头和合页机构上，最后可以通过合页机构的开合照射出来。
[0005]为实现对光线的控制，从而实现照射不同的截面形状，所述的合页机构由合页框、合页板、微动电机组成，四个微动电机能接受信号后控制合页板的开闭。
[0006]为实现闭合合页时将光线反射回灯罩内，尽量减少能量损失，所述的合页板由反光材料制成。
[0007]为实现对打印过程的监控、调节，所述的打印平台安装有CCD摄像头。
[0008]为实现光线的合理、足够强度的照射，所述的灯罩的上端顶部安装有照射用的强光灯组。
[0009]为保证灯组射出的光线经灯罩内面反射后为平行光，所述的灯罩的内侧面为高反光面，其面型有函数计算得出。
[0010]为实现刮刀的快速移动，所述的液面刮刀设有微动直线电机。
[0011]本发明采用上述技术方案，具有截面快速成型的特点，能大大减少制作的时间，快速提高生产效率。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的三维立体结构示意图。
[0013]图2为本发明的三维立体剖视图。
[0014]图3为本发明的顶部三维立体剖视图。
[0015]图4为本发明中液池的三维立体结构示意图。
[0016]图5为本发明中打印平台的三维立体结构示意图。
[0017]图6为本发明中合页机构的三维立体结构示意图。
[0018]附图标号:1_伺服电机，2-安装平台，3-立柱，4-液池，5-紧钉螺栓，6-灯罩，7-灯罩吊板，8-压紧螺母，9-固定垫块，10-联轴器，11-滚珠丝杠，12-密封组块，13-丝杠螺母，14-固定轴承，15-打印平台，16-强光灯组，17-接光板，18-阵列固定边框，19-阵列单元边框，20-合页机构，21-光纤转接头，22-光纤，401-液面刮刀，402-刮刀导轨，403-轴承固定框，404-液池壁，1501-打印基板托架，1502-打印基板，2001-合页框，2002-合页板，2003-微动电机。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0020]如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种新型SLA-3D打印机。当控制系统接受到工作指令后，首先开启强光灯组16，产生的光线通过灯罩6的内侧面反射后变为平行光照射在接光板17上，接光板上安接有光纤22，光线进入光纤22后沿着光纤22传输到光纤装接头21，然后进入合页机构20 ;合页机构20受计算机控制，控制微动电机2003的动作，使合页板2002开启或闭合，控制光线是否射出，最终通过射出光线的点阵形成所需的截面形状；射出的光线照射到液池4内的光敏液体材料上，光敏液体材料经光线照射后固化成型在打印平台15上，形成一个打印截面，接着所有合页机构20全部闭合；然后伺服电机I动作，通过滚珠丝杠11和丝杠螺母13的运动，带动打印平台15下移一个打印层厚度，然后液面刮刀401动作，刮平液面，下一步合页机构20开始动作，形成下一个打印截面的点光阵，继续打印下一个截面，最后直至成型件的完成。
[0021]本过程中，相比传统的SLA中单束光线扫描照射，能大大减少照射时间，一步成形所需截面，大大提高生产效率。
【主权项】
1.一种SLA-3D打印机，包括伺服电机(1)、安装平台(2)、四根立柱(3)、液池(4)、紧定螺钉(5)、灯罩(6)、灯罩吊板(7)、压紧螺母(8)、固定垫块(9)、联轴器(10)、滚珠丝杠(11)、密封组块(12)、丝杠螺母(13)、固定轴承(14)、打印平台(15)、强光灯组(16)、接光板(17)、阵列固定边框(18)、阵列单元边框(19)、合页机构(20)、光纤转接头(21)、光纤(22)、液面刮刀(401)、刮刀导轨(402)、轴承固定框(403)、液池壁(404)、打印基板托架(1501)、打印基板(1502)、合页框(2001)、合页板(2002)、微动电机(2003)，其特征在于:所述的安装平台(2)为长方体形薄板，所述的四根立柱(3)分别固定安装在安装平台(2)四个角位置，并与安装平台(2)的长宽平面相垂直；液池(4)为长方体箱体结构，其底面固定安装在安装平台(2)上面板的四个固定垫块(9)上，上端开口面向上，保持与安装平台(2)的长宽面相平行；密封组块(12)嵌装在液池箱体的下底面上；伺服电机(I)固定安装在在安装平台(2)上板面的安装槽中，保证伺服电机(I)的主轴与安装平台(2)的长宽平面相垂直；滚珠丝杠(11)的下端通过联轴器(10)与伺服电机(I)的输出轴固定连接，滚珠丝杠(11)中间部分穿透过密封组块(12)，并伸入液池箱体内部，滚珠丝杠(11)上端与固定轴承(14)内圈固定连接，固定轴承(14)外圈固定安装在液池箱体内的轴承固定框(403)上；丝杠螺母(13)内侧面与滚珠丝杠(11)滚动连接，外侧面固定安装在打印平台(15)的打印基板托架(1501)的安装孔中，打印基板托架(1501)与打印基板(1502)固定连接；两根刮刀导轨(402)的两端固定安装在液池箱体的内壁上，保持导轨的导轨面与轴承固定框(403)垂直交错，液面刮刀(401)通过两端的安装孔滑动安装在刮刀导轨(402)的导轨面上，保持滑动，同时调整打印基板(1502)的位置，确保液面刮刀(401)的刮刀刃在打印基板(1502)的上面；灯罩(6)与灯罩吊板(7)固定连接，灯罩吊板通过四角的安装孔压装在四根立柱(3)的第一级台阶面上，并通过压紧螺母(8)压紧；接光板(17)依靠四角的安装孔压在四根立柱(3)的第二级台阶面上，灯罩(6)下端扣在接光板的灯罩配合面上；合页机构(20)排列卡装在阵列单元边框(19)内构成一个阵列单元，若干阵列单元排列卡装在阵列固定边框(18)，并且通过紧定螺钉(5)压实，构成一个光阵板，阵列固定边框(18)通过四角的安装孔压装在四根立柱(3)的第三级台阶面上；合页机构(20)上端与光纤转接头(21)连接，光纤(22)一端与光纤转接头(21)连接，另一端与接光板(17)的光纤孔连接，保证灯罩(6)的光线通过接光板(17)进入光纤(22)，沿着光纤(22)传输到光纤转接头(21)和合页机构(20)上，最后可以通过合页机构(20)的开合照射出来。2.如权利要求1所述的一种SLA-3D打印机，其特征在于:所述的合页机构(20)由合页框(2001)、合页板(2002)、微动电机(2003)组成，四个微动电机(2003)能接受信号后控制合页板的开闭。3.如权利要求1所述的一种SLA-3D打印机，其特征在于:所述的合页板(2002)由反光材料制成。4.如权利要求1所述的一种SLA-3D打印机，其特征在于:所述的打印平台(15)安装有CCD摄像头。5.如权利要求1所述的一种SLA-3D打印机，其特征在于:所述的灯罩(6)的上端顶部安装有照射用的强光灯组(16 )。6.如权利要求1所述的一种SLA-3D打印机，其特征在于:所述的灯罩(6)的内侧面为高反光面，其面型有函数计算得出，保证灯组射出的光线经灯罩内面反射后为平行光。7.如权利要求1所述的一种SLA-3D打印机，其特征在于:所述的液面刮刀(401)设有微动直线电机。
【专利摘要】本发明提供一种SLA-3D打印机，涉及到光固化快速成型技术，其特征包括机架部分，液池部分，矩阵式光阵模块，灯组部件及控制系统。本发明的SLA-3D打印机，采用的光阵单元照射光敏材料实现快速成型，通过微动马达控制光线通道的合页的开闭，实现对点光阵的截面形状的控制，从而通过截面不同的点光针照射成形不同的光敏材料截面，再配合打印平台的上下移动，实现成形件的快速制造。本发明能省掉传统的光线照射的扫描过程，从而节约制造过程的最大耗时时间，实现快速成形制造。
【IPC分类】B29C67/00, B33Y30/00
【公开号】CN104890248
【申请号】CN201510384964
【发明人】冯圣冰
【申请人】冯圣冰
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年7月5日