一种3D打印装置的制作方法

本发明涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种3d打印装置。

背景技术：

3d打印机是一种将金属、非金属、粘接剂、塑料等材料通过机械结构设计在空间中堆积成型的设备。利用3d打印机可以满足大部分立体打印需求，其应用非常广泛，涉及精密制造业、模具加工、医疗、电子、食品等多个行业。其中，dlp(digitallightprocessing，光固化面成型数字光处理)是一项使用在投影仪和背投电视中的显像技术，在最近几年，dlp技术被应用到3d打印行业，其原理基本与sla(stereolithographyapparatus，光固化成型法)相同，只不过每次激光成型一个面，使得成型速度大大提升。

如图1所示，传统的应用dlp技术的3d打印机一般包括一个可沿支撑架1′上下移动的夹持工位41′，在夹持工位41′的下方设置有放置染料的料盘5′，料盘5′的下方设置有投影仪6′。通过投影仪6′对浸在染料中的夹持工位41′进行不同图案的短暂曝光，实现染料的固化成型，通过多次的固化成型，可以完成产品的3d打印。但是传统的3d打印机打印效率低，打印的产品色彩单一且功能单一。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于提出一种3d打印装置，可以进行多件产品同时打印的打印模式，提高打印效率。

本发明的第二个目的在于提出一种3d打印装置，也可进行单件产品多色打印的打印模式，实现产品色彩的多样化。

本发明的第三个目的在于提出一种3d打印装置，实现在上述两种打印模式间的快速切换，实现该3d打印装置功能的多样化。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种3d打印装置，包括机架，还包括：

转动机构，设置在所述机架上；

升降机构，设置在所述转动机构上；

打印机构，沿所述升降机构滑动设置，且包括多个打印平台；

多个料盘，设置在所述机架上，多个所述料盘分别相对应地设置于多个所述打印平台的下方；以及

多个投影机构，设置在所述机架上，每个所述投影机构设置在相对应的所述料盘的下方。

进一步地，所述机架和/或所述升降机构上设置有第一限位结构，所述第一限位结构位于至少一个所述打印机构的下方。

进一步地，所述3d打印装置还包括第二限位结构，所述第二限位结构设置在所述机架上，所述升降机构向外凸设有限位块，所述限位块能与所述第二限位结构相接触。

进一步地，所述升降机构包括：

丝杠螺母结构，包括丝杠和套设在所述丝杠上的螺母，所述打印机构固定在所述螺母的外周；

第一安装板，所述丝杠的一端转动设置于且穿过所述第一安装板；

第二安装板，与所述第一安装板相对设置，且所述丝杠的另一端转动设置于且穿过所述第二安装板；以及

旋转驱动部件，所述旋转驱动部件的输出端与所述丝杠的一端相连接。

进一步地，所述第一安装板中设置有第一固定座，所述第二安装板中设置有第二固定座，所述丝杠的两端分别穿设于所述第一固定座及所述第二固定座中。

进一步地，所述升降机构还包括：

导柱，设置在所述第一安装板及所述第二安装板之间，所述打印机构上设置有导套，所述导柱穿设在所述导套中。

进一步地，所述升降机构的底部凸设有连接轴，所述连接轴通过联轴器与所述转动机构的输出端相固定。

进一步地，所述机架上设置有轴承固定座，所述轴承固定座的内部设置有至少两组轴承，所述轴承固定座的端面固定设置有轴承挡板，所述连接轴依次穿过所述轴承固定座、所述至少两组轴承以及所述轴承挡板。

进一步地，所述机架上开设有安装孔，所述料盘卡接在所述安装孔中。

进一步地，所述料盘由光固化树脂制成。

本发明的有益效果为：

本发明提供的3d打印装置包括机架、转动机构、升降机构、打印机构、多个料盘和投影机构。其中，转动机构、多个料盘、投影机构均设置在机架上，升降机构设置在转动机构上，打印机构沿升降机构滑动设置，且包括多个打印平台，多个料盘分别相对应地设置于多个打印平台的下方，每个投影机构设置在相对应的料盘的下方。在本发明中，当需要打印的各个产品所进行每一步对应的产品厚度相同时，升降机构可以带动多个打印平台滑动，实现多件产品的同时加工，使打印装置处于多件产品同时打印的打印模式，能够有效提高3d打印装置的打印效率；当多个料盘中盛放不同颜色的染料，升降机构带动打印机构滑动，并转动机构带动打印机构转动，可以实现单件产品由多种颜色的颜料固化成型，打印装置处于单件产品多色打印的打印模式，保证产品色彩的多样化。本发明提供的3d打印装置，仅仅通过更换料盘中的颜料，可以实现上述两种打印模式的快速切换，保证3d打印装置功能的多样化。

附图说明

图1是现有技术提供的3d打印装置的结构示意图；

图2是本发明提供的3d打印装置的结构示意图；

图3是本发明提供的3d打印装置的控制系统的结构示意图；

图4是本发明提供的3d打印装置的结构示意图(去除一个料盘)；

图5是图4中a处的局部放大图；

图6是本发明提供的3d打印装置的俯视图；

图7是图6中沿b-b向的剖视图。

图中：

1′-支撑架；41′-夹持工位；5′-料盘；6′-投影仪；

1-机架；2-转动机构；3-升降机构；4-打印机构；5-料盘；6-投影机构；7-控制器；8-第一限位结构；9-第二限位结构；10-限位块；

11-轴承固定座；12-轴承；13-轴承挡板；14-安装孔；

31-丝杠；32-螺母；33-第一安装板；34-第二安装板；35-旋转驱动部件；36-第一固定座；37-第二固定座；38-连接轴；39-导柱；

41-打印平台；42-导套。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本实施例中，如图2所示，3d打印装置包括机架1、转动机构2、升降机构3、打印机构4、多个料盘5和投影机构6。其中，转动机构2、多个料盘5、投影机构6均设置在机架1上，升降机构3设置在转动机构2上，打印机构4沿升降机构3滑动设置，且包括多个打印平台41，多个料盘5分别相对应地设置于多个打印平台41的下方，每个投影机构6设置在相对应的料盘5的下方。在本实施例中，当需要打印的各个产品所进行每一步对应的产品厚度相同时，升降机构3可以带动多个打印平台41滑动，实现多件产品的同时加工，使打印装置处于多件产品同时打印的打印模式，能够有效提高3d打印装置的打印效率；当多个料盘5中盛放不同颜色的染料，升降机构3带动打印机构4滑动，并转动机构2带动打印机构4转动，可以实现单件产品由多种颜色的颜料固化成型，打印装置处于单件产品多色打印的打印模式，保证产品色彩的多样化。本实施例提供的3d打印装置，仅仅通过更换料盘5中的颜料，就可以实现上述两种打印模式的快速切换，保证3d打印装置功能的多样化。

如图2所示，为了方便说明，现规定最左侧的打印平台41为第一打印平台，按逆时针方向的其他三个打印平台41依次为第二打印平台、第三打印平台及第四打印平台。同理，规定最左侧的料盘5为第一料盘，按逆时针方向的其他三个料盘5依次为第二料盘、第三料盘和第四料盘。多个料盘5分别相对应地设置于多个打印平台41的下方包括如下情况：

情况一：第一打印平台与第一料盘相对设置，第二打印平台与第二料盘相对设置，第三打印平台与第三料盘相对设置，第四打印平台与第四料盘相对设置；

情况二：第一打印平台与第二料盘相对设置，第二打印平台与第三料盘相对设置，第三打印平台与第四料盘相对设置，第四打印平台与第一料盘相对设置；

情况三：第一打印平台与第三料盘相对设置，第二打印平台与第四料盘相对设置，第三打印平台与第一料盘相对设置，第四打印平台与第二料盘相对设置；

情况四：第一打印平台与第四料盘相对设置，第二打印平台与第一料盘相对设置，第三打印平台与第二料盘相对设置，第四打印平台与第三料盘相对设置。

针对于多件产品同时打印的打印模式而言，同时进行打印的各个产品可以是相同的，可以是不同的，也可以是不完全相同的。但是需要保证各个产品打印的每一步所对应的产品厚度是相同的，可以实现各个产品加工的同步性。投影机构6所投射出的平面图案可以是相同的，可以是不同的，也可以是不完全相同的，实现3d打印装置功能的多样化。

如图3所示，本实施例提供的3d打印装置还包括控制器7，控制器7分别与转动机构2、升降机构3、打印机构4以及投影机构6电连接。针对于单件产品多色打印的打印模式，具体而言，3d打印装置包括四个料盘5，四个料盘5中分别盛放红、黄、蓝和绿四种染料，若打印机构4在竖直方向可以滑动10mm，可以在控制器7内设置升降机构3及转动机构2的工作参数，使升降机构3及转动机构2相配合，实现打印机构4在1mm～2mm时，一个打印平台41处在放置红色染料的料盘5的上方，当打印机构4在2mm～4mm时，该打印平台41处在放置黄色染料的料盘5的上方，当打印机构4在4mm～6mm时，该打印平台41处在放置蓝色染料的料盘5的上方，当打印机构4在6mm～10mm时，该打印平台41处在放置绿色染料的料盘5的上方。打印后的产品包括红、黄、蓝和绿四种颜色，大大提高了产品色彩的多样化。

如图4和图5所示，在本实施例中，在升降机构3的底座上设置有一个第一限位结构8，第一限位结构8位于一个打印机构4的下方，且第一限位结构8与控制器7电连接。当打印机构4运动到第一限位结构8处时，打印机构4触碰到第一限位结构8，第一限位结构8将接触信号发送至控制器7，控制器7控制升降机构3停止运动，能够有效避免升降机构3运行过度而造成升降机构3的损坏。此外，控制器7将该位置记为打印机构4竖直方向的初始打印位置，通过打印机构4与第一限位结构8的触碰实现对于整个升降机构3沿竖直方向位置的初始化。当然，第一限位结构8的个数也可以不局限于一个，可以是两个、三个或多个，设置较多的第一限位结构8能够有效提高检测精准度。另外，第一限位结构8除了设置在升降机构3的底座上，还可以设置在机架1上，也能够起到上述效果。此外，机架1上开设有安装孔14，料盘5卡接在安装孔14中，能够实现投影机构6发出的图案顺利投射到料盘5上，具体而言，料盘5可以由透明的光固化树脂制成。另外，机架1上还设置有与控制器7电连接的第二限位结构9，升降机构3向外凸设有限位块10，由于转动机构2带动升降机构3转动，当限位块10与第二限位结构9接触时，第二限位结构9向控制器7发出接触信号，控制器7控制转动机构2停止转动，控制器7将该位置记为周向的初始打印位置，通过第二限位结构9与限位块10的触碰，实现升降机构3周向位置的初始化。具体而言，第一限位结构8和第二限位结构9可以是接触式限位开关。

如图6和图7所示，本实施例提供的升降机构3包括丝杠螺母结构、第一安装板33、第二安装板34以及旋转驱动部件35，其中，丝杠螺母结构包括丝杠31和套设在丝杠31上的螺母32，打印机构4固定在螺母32的外周，丝杠31的一端转动设置于且穿过第一安装板33，丝杠31的另一端转动设置于且穿过第二安装板34，旋转驱动部件35的输出端与丝杠31的一端相连接。当旋转驱动部件35转动时，能够带动丝杠31转动，套设在丝杠31上的螺母32能够沿丝杠31滑动，进而带动打印机构4在竖直方向上的滑动，配合投影机构6的不同曝光时间及不同图案，实现打印平台41在竖直方向不同位置的染料的固化成型。另外，在第一安装板33中设置有第一固定座36，第二安装板34中设置有第二固定座37，丝杠31的两端分别穿设于第一固定座36及第二固定座37中，第一固定座36和第二固定座37能够起到对于丝杠31的支撑作用，并且能够有效防止丝杠31对于第一安装板33及第二安装板34的磨损。

此外，如图7所示，升降机构3还包括设置在第一安装板33及第二安装板34之间的导柱39，打印机构4上设置有导套42，导柱39穿设在导套42中，通过导柱39与导套42的配合，一方面可以对打印机构4在竖直方向起到导向作用，另一方面能够防止打印机构4在沿竖直方向滑动的过程中发生转动，具体而言，导柱39与导套42的组数最好为两组及两组以上。

另外，升降机构3的底部凸设有连接轴38，连接轴38通过联轴器与转动机构2的输出端相固定。机架1上设置有轴承固定座11，轴承固定座11的内部设置有至少两组轴承12，轴承固定座11的端面固定设置有轴承挡板13，连接轴38依次穿过轴承固定座11、至少两组轴承12以及轴承挡板13。通过设置至少两组轴承12，能够实现连接轴38较好的转动，通过设置轴承固定座11和轴承挡板13，能够有效避免轴承12的内圈由于受力过大而导致的轴向移动。当然，轴承12的数量也不局限于两组，可以是三组、四组或多组。

注意，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。