用于光固化3d打印机的树脂池及3d打印机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光固化3D打印机领域，特别涉及一种带有冷却装置的树脂池及采用该树脂池的3D打印机。
【背景技术】
[0002]现有的光固化3D打印机具有用于容纳液态光敏树脂的树脂池。为了避免固化成型的物体与树脂池底部粘连，在SLA型或者DLP型光固化3D打印机中，可以在光敏树脂池的底壁的内表面覆设能够透过氧气的半透膜。在LCD型光固化3D打印机中，LCD显示单元设置于光敏树脂池的底壁之上，那么可以在LCD显示单元的上表面覆设能够透过氧气的半透膜。
[0003]为了提高光固化速度，减小每层光敏树脂的固化时间，通常需要选择强度较高的光源。光敏树脂受到光源的照射发生固化时会放出热量，并且所放出的热量聚集在光敏树脂池底部。因此，自树脂池底部至树脂池顶部的温度呈梯度分布。另外，未被光敏树脂吸收的一部分光能也会转化为热量，在其与光敏树脂固化所产生的热量的共同作用下，树脂池底部的温度可能会超过120°C。这将导致覆设在光敏树脂池底部或者LCD显示单元上的半透膜发生褶皱变形，进而使得光固化精度下降、固化后的树脂与半透膜(LCD型3D打印机)或者树脂池底(SLA或DLP型3D打印机)发生粘黏，最终树脂池损坏。
[0004]因此，目前所采用的光固化3D打印机在每层光敏树脂固化完成时都存在打印间隔，以使得热量得到散发，避免上述问题，导致3D打印机的生产效率受到极大地影响。
[0005]为了解决这一问题，亟待提供一种具有降温系统的树脂池。
【实用新型内容】
[0006]鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于光固化3D打印机的树脂池，包括:开设有第一孔和第二孔的底壁；用于置于所述底壁之上的周壁，所述周壁和所述底壁形成第一腔室；用于与所述底壁平行地设置于所述第一腔室的支撑板，所述支撑板的四周与所述周壁连接且所述支撑板与所述底壁之间形成位于第一腔室内的第二腔室，所述第一孔和所述第二孔均和所述第二腔室连通。
[0007]此外，本实用新型还提供了另一种用于光固化3D打印机的树脂池，包括:开设有第一孔和第二孔的底壁；用于置于所述底壁之上的周壁，所述周壁和所述底壁形成第一腔室，所述第一孔和所述第二孔均和所述第一腔室连通；用于与所述底壁平行地设置于所述第一腔室内的IXD显示单元，所述IXD显示单元的四周与所述周壁连接且所述IXD显示单元与所述底壁之间形成位于第一腔室内的第二腔室，所述第一孔和所述第二孔均和所述第二腔室连通。
[0008]利用IXD显示单元替代支撑板，即可将这种树脂池应用于IXD型的光固化3D打印领域。LCD显示单元的下表面和底壁之间可以形成供冷却水通过的第二腔室。冷却水从第一孔进入，充满第二腔室后从第二孔流出，从而带走树脂池中聚集的热量，达到迅速降温的目的。
[0009]在本实用新型的一些实施方式中，所述树脂池还包括覆设在所述支撑板或者所述IXD显示单元之上的半透膜。
[0010]在本实用新型的一些实施方式中，所述底壁透明，所述树脂池还包括:用于固定连接在所述底壁的下表面的散热板，所述散热板与所述底壁的下表面形成第三腔室，所述散热板具有形成于其内部的第四腔室，且具有与所述第四腔室连通的第三孔和第四孔；用于设置在所述散热板之上并且处于所述第三腔室内的光源。
[0011]当采用IXD型光固化3D打印机时，可以通过散热板与树脂池底壁连接，以使二者之间形成第三腔室，并将光源设置于第三腔室内。另外，散热板的自身的内部或者在散热板下方形成额外的供冷却液通过的第四腔室。将第二腔室和第四腔室连通，即可实现冷却水由第二腔室进入第四腔室或者由第四腔室进入第二腔室，以达到直接为树脂池的底部以及光源散热的目的。这样设置结构更为简洁，易于实现，制造成本低。
[0012]在本实用新型的一些实施方式中，所述第一孔和所述第二孔设置于所述底板的最大直径的两端。
[0013]为了使得冷却水能够充分的流入到整个第二腔室内，第一孔和第二孔开设在底壁的相对的最远端，冷却水进入第一孔，流经整个底壁之后，才能够从第二孔流出。例如，底壁呈正方形，那么第一孔和第二孔设置在底壁对角线的两端。底壁呈长方形，那么第一孔和第二孔设置在较长的对角线的两端。底壁呈圆形，第一孔和第二孔设置在底壁直径的两端。底壁呈不规则形状，第一孔和第二孔则设置在最大直径的两端。
[0014]在本实用新型的一些实施方式中，所述用于设置在所述散热板底部的散热扇。
[0015]在IXD技术的光固化3D打印过程中，位于树脂池下部的光源会长时间开启，因此会产生大量热量，如不处理，就会造成树脂池的温度升高，从而影响设置于树脂池内的半透膜。在底壁下方安装散热板，然后将光源安装在散热板之上，并配以散热扇，能够最大程度的将光源产生的热量散发出去，以保证半透膜不因树脂池的温度升高而卷曲、褶皱，间接的提高光固化3D打印机质量。
[0016]另外，本实用新型还提供了一种采用上述树脂池的光固化3D打印机。
[0017]本实用新型提供的一种光固化3D打印机，包括:
[0018]外部框架；
[0019]设置于所述外部框架内的树脂池；
[0020]用于设置于所述外部框架内的具有第一管道和第二管道的液体容器，所述第一管道和所述第二孔连通，所述第二管道和所述第四孔连通；
[0021]用于连接所述第一孔和所述第三孔的第三管道；
[0022]用于设置在所述第一管道上的栗。
[0023]本实用新型还提供了一种结构较为简单，并且散热效果良好的光固化3D打印机，其通过设置液体容器并且将液体容器的第一管道与第二孔连通，第二管道和第四孔连通以及连接第一孔和第三孔的第三管道，完成冷却水的循环。为了使得第一管道内的冷却水流量大于第二管道内的冷却水流量，以使得冷却水能够尽快充满第二腔室和第四腔室，在第一管道上还设置有栗。
[0024]在本实用新型的一些实施方式中，所述3D打印机还包括设置于所述第一管道上的位于所述栗和所述树脂池之间的散热部件，以使得循环使用的冷却水能够尽快降低温度。散热部件可以采用散热器或者散热片，并在其之上加装散热扇，以达到快速降温的目的。
[0025]在光敏树脂固化实验中，采用如下样品以及实验环境:
[0026]样品名称:甲基丙烯酸酯；样品描述:透明液体
[0027]温度范围:室温下恒温30.5°C ;测试气氛:N2 ;测试坩祸:A1203
[0028]光强:0.5ff/cm2 ;照射时间:0.5s ;照射延迟:15s
[0029]在此类测试中，紫外光照射到样品上，会产生固化放热效应，多次照射直至固化完全。本次测试中使用两次测试，先将未固化原始样品经多次照射测试，然后将固化完全后的样品重新进行第二次测试作为基线反扣除，以去除固化后样品的信号干扰。样品的总固化放热热焓值为280.4J/g?337.7J/g。
[0030]本实用新型的实施方式中采用的冷却液为水，其比热容为4.186J/(g.°C )，每100g水温度升高1°所能吸收的热量为418.6J，远大于lg树脂固化释放的热量。冷却水在流出树脂池的外部之后会将一部分热量散发到空气之中，能够自主的降低温度，另外，冷却水在流经第四腔室时，设置于第四腔室下部的风扇能够使其降低温度，并且设置于第一管道上的散热部件(散热器、散热片)也具有强大的散热功能，使得冷却水的温度进一步下降。冷却水如此往复循环就能将树脂固化时释放的热量和光源部件释放的热量吸收并散发到外部。
[0031]采用上述3D打印机，使得在光固化3D打印机过程中，每层光敏树脂可以连续固化(连续打印，无需间隔)，每层光敏树脂固化时间仅需要2?5s，其相比现有的光固化成型速度提升了 20倍。因此，本实用新型所提供的3D打印机不但成本低廉，而且极大地提升了打印效率，能够极大地提升用户满意度。
[0032]本实用新型提供的用于光固化3D打印机的树脂池在底壁和支撑板之间形成第二腔室，并在底壁上开设供冷却水流入的第一孔和供冷却水流出的第二孔。冷却水能够充分的填充在整个第二腔室内，并通过循环吸收树脂池(特别是树脂池底壁)所聚集的热量。该种树脂池的结构简单，制造成本低，散热效果好，并且在不改变现有的树脂池的外部结构的情况下，就能够达到冷却的目的，其具有很好的通用性。
【附图说明】
[0033]图1为本实用新型第一种实施方式的树脂池截面剖视图；
[0034]图2为采用图1所示的树脂池的光固化3D打印机的示意图；
[0035]图3为本实用新型第二种实施方式