一种基于DLP光固化的3D打印机的制作方法

本实用新型涉及一种基于DLP光固化的3D打印机，属于3D打印技术领域。

背景技术：

光固化成型（DLP）技术是目前世界上研究最深入、技术最成熟、应用最广泛的一种三维打印成型技术。光固化成型打印机（DLP打印机）以光固化树脂为成型材料，用紫外光或其它光源照射，引发光化学反应，使被曝光的液态光固化树脂固化成型。

DLP光固化3D打印机包括打印机框架、投影仪光源、打印成型平台以及树脂槽，DLP打印机通过垂直升降机构带动打印成型平台在树脂槽内能够上下运动，而树脂槽内装有光固化树脂，投影仪光源投影到树脂槽的底部，这样树脂槽内与光接触的光固化树脂瞬间聚合成固体，而未与光接触的光固化树脂则保持液态，这样就在打印成型平台与光固化树脂槽相对的平面上逐层生成三维物体。

但现有技术中，成型件的底部首先附着在打印成型平台上，然后一层层固化叠加成型最终制作出模型。DLP打印机在打印完成后，从打印成型平台取下打印好的模型时，一般都是用铲子从打印成型平台上铲下，而铲子在铲下模型时，模型的底部受力面积小，且受力不均匀，很容易破坏模型的底部，使之成为废品，从而降低了打印效率（废品率提高）。

另外，DLP打印机在一层层固化叠加成型时，每次换层均要使成型件和树脂槽分离，但当打印一层后，打印物体层仍然处于液态的光固化树脂内，所以在打印成型平台向上移动时，需要克服成型件与打印成型平台之间的粘结力，使打印物体层与光固化树脂槽底面在垂直方向硬性脱开，这样不但会影响打印物体层的脱模效果，并最终严重影响物体的成型效果，从而使打印成品的废品率提高，而且还会影响打印机整体的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型要解决技术问题是：提供一种可以降低打印成品的废品率从而提高打印效率的采用DLP技术的3D打印机。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案是：一种基于DLP光固化的3D打印机，包括工作台、垂直升降机构、投影仪光源以及固定在所述工作台上的树脂槽，所述投影仪光源朝向树脂槽，所述垂直升降机构的底部固接有打印成型平台；所述打印成型平台包括手柄、顶杆、底板以及通过侧板与底板固接的顶板，所述底板、侧板、顶板组合形成框架结构；所述框架结构内设有固定板，所述底板上设有可供所述顶杆穿过的通孔，所述顶杆的一端与固定板固接，所述顶杆的另一端插入通孔并可沿所述通孔上下往复移动，所述手柄与顶板螺纹连接并在穿过顶板后与固定板固接；所述树脂槽为圆盘形，所述树脂槽通过旋转驱动装置可单向旋转；所述树脂槽分成至少两个均等的扇形分区，每个扇形分区的大小均与所述打印成型平台相适配；所述3D打印机在逐层打印模型时，所述顶杆的底部与底板的底面齐平，当打印完成一层模型后，所述树脂槽旋转一个扇形分区，所述垂直升降机构带动打印成型平台提升预定高度后打印下一层模型，当所述3D打印机打印完成脱模时，所述手柄旋转驱动固定板和顶杆下移从而将打印完成的模型从底板上顶出。

本实用新型带来的有益效果是：

1）本实用新型在固定板上设置顶杆，并通过手柄、顶板、固定板组成差动丝杆机构，使得固定板够实现快速往复运动，从而带动固定板上的顶杆将在底板上已打印好的模型顶出，不但在打印过程中不影响打印效果，而且可以克服现有技术中用铲子在铲下打印好的模型时，容易破坏模型的缺陷，进而提高了打印效率（废品率降低）。

2)本实用新型的打印机在一层层固化叠加成型时，每次换层使成型件和树脂槽分离时，首先通过树脂槽的旋转使成型件沿树脂槽的底面水平移动而分离，然后在所述垂直升降机构的带动打印成型平台向上提升，从而使成型件提升预定高度，方便打印下一层模型。正是因为成型件与树脂槽分离前，首先沿沿树脂槽的底面水平移动，在树脂槽底面的支撑下成型件在移动时不容易损坏，妆所述垂直升降机构提升成型件脱模时，成型件与树脂槽之间的粘结力几乎已经不再存在，因此脱模效果大幅提升，进一步降低了打印机的打印效率，即废品率进一步降低。

上述技术方案的进一步改进是：所述底板的顶面贴敷有一层密封垫，所述密封垫将通孔与顶杆的连接处密封。这样可以防止树脂从底板的通孔渗入到底板的顶面，避免影响模型的打印质量以及从打印成型平台取下模型的效率。

优选的，所述手柄包括梅花胶木把手和固定在所述梅花胶木把手上的螺柱，所述螺柱与顶板螺纹连接且其一端与固定板固接。

优选的，所述底板与侧板为一体成型结构，所述顶板通过紧固螺钉与侧板固接。

优选的，所述顶杆有多个，均匀分布在固定板上；相应地，所述通孔也有多个，均匀分布在底板上。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

图2是本实用新型实施例中树脂槽的结构示意图。

图3是本实用新型实施例中打印成型平台的结构示意图。

图4是本实用新型实施例3D打印时打印成型平台的状态示意图。

图5是本实用新型实施例脱模时打印成型平台的状态示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例的基于DLP光固化的3D打印机如图1-图5所示，包括工作台6、垂直升降机构1、投影仪光源（图中未示出）以及固定在工作台6上的树脂槽2，投影仪光源朝向树脂槽，垂直升降机构的底部固接有打印成型平台7，其中垂直升降机构1采用滚珠丝杆机构。

打印成型平台7包括手柄11、顶杆16、底板17以及通过侧板与底板17固接的顶板13，底板17、侧板、顶板13组合形成框架结构，底板17与侧板为一体成型结构，顶板13通过紧固螺钉与侧板固接；框架结构内设有固定板14，底板17上设有可供顶杆16穿过的通孔，顶杆16有多个，均匀分布在固定板14上；相应地，通孔也有多个，均匀分布在底板17上。顶杆16的一端与固定板14固接，顶杆16的另一端插入通孔并可沿通孔上下往复移动，手柄11与顶板13螺纹连接并在穿过顶板13后与固定板14固接。本实施例中手柄11包括梅花胶木把手和固定在梅花胶木把手上的螺柱，所述螺柱与顶板螺纹连接且其一端与固定板固接。

树脂槽2为圆盘形，树脂槽2通过旋转驱动装置可单向旋转；树脂槽2分成至少两个均等的扇形分区，每个扇形分区的大小均与打印成型平台7相适配；本实施例中树脂槽2分为四个扇形分区，工作台6上设有圆形滑轨5，树脂槽2沿圆形滑轨5转动，并通过步进电机驱动旋转，即旋转驱动装置为步进电机，每次旋转角度为90度，即正好旋转一个扇区。

本实施例的3D打印机在逐层打印模型时，顶杆16的底部与底板17的底面齐平，当打印完成一层模型后，树脂槽2旋转一个扇形分区，垂直升降机构1带动打印成型平台7提升预定高度后打印下一层模型，当3D打印机打印完成脱模时，手柄11旋转驱动固定板14和顶杆16下移从而将打印完成的模型从底板17上顶出。

本实施例可以作以下改进：底板17的顶面贴敷有一层密封垫15，密封垫15将通孔与顶杆16的连接处密封。进一步地，通孔与顶杆16之间还设有密封橡胶圈。这样可以防止树脂从底板的通孔渗入到底板的顶面，避免影响模型的打印质量以及从打印成型平台取下模型的效率。

本实用新型不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换形成的技术方案，均为本实用新型要求的保护范围。