一种光固化3D打印机的制作方法

文档序号:15225591发布日期:2018-08-21 18:08阅读:428来源:国知局

本实用新型涉及3D打印领域,特别是涉及一种光固化3D打印机。



背景技术:

3D打印技术,即三维打印技术,是快速成型技术的一种。目前国内外的3D打印技术主要分为三大工艺:1、FDM熔融沉积快速成型工艺;2、激光烧结式金属成型工艺;3、光固化快速成型工艺。而光固化快速成型工艺技术主要分为两种,分别是:1、SLA光固化技术;2、DLP光固化技术;SLA光固化技术全称为立体光固化成型,基本原理是使用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面,这样层层叠加构成一个三维实体物件。DLP光固化技术全称数字光投影技术,是通过控制投影仪进而控制固化反应的进行,光源直接照射在打印平台反应,每一层平台上升一个层片的高度,再固化另一个层面,实现3D打印。

上述DLP技术优点是光源利用率高,固化能够快速成型,速度较快。缺点是由于打印材料一般为光固化树脂,该种树脂有一定的毒性,所以对操作人员身体可能产生一定的危害。



技术实现要素:

基于此,本实用新型的目的在于,提供一种光固化3D打印机,在打印机座的外部安装了机盖,保证了打印工作时工作环境与外界的隔离和独立,对操作人员的身体安全起到了保护作用。

一种光固化3D打印机,包括机座、打印平台、升降机构、显示屏及控制系统;所述升降机构设置于所述机座上,所述打印平台滑动设置在所述升降机构上,可在所述控制系统控制下沿所述打印平台上下移动;所述机座在所述打印平台下方对应的位置设置有光固化树脂槽,所述光固化树脂槽具有透明底部;所述显示屏设置于所述机座内,与所述的透明底部的位置相对应;所述控制系统位于所述机座底部,所述升降机构和显示屏分别与所述控制系统电连接,其特征在于:所述光固化3D打印机还包括机盖,所述机盖安装设置在所述机座的上方并形成一个收容空腔,所述收容空腔收容所述打印平台结和升降机构;所述机盖包括固定机盖和旋转机盖,固定机盖固定连接在机座上,所述旋转机盖和固定机盖在顶部连接处通过转轴连接件互相连接,旋转机盖可围绕转轴连接件旋转打开,所述固定机盖的侧面在和所述旋转机盖侧面相邻处的底部设置有第一磁铁,所述旋转机盖的侧面和所述固定机盖侧面相邻处的底部设置有第二磁铁,旋转机盖和固定机盖通过第一磁铁和第二磁铁吸合固定。

本实用新型所述的一种光固化3D打印机,所述旋转机盖在打印工作时可以和固定机盖吸合固定从而把机座内部关闭隔离,打印工作完成后再打开旋转机盖,将打印的产品取出,对操作人员的身体安全起到了保护作用,通过第一磁铁和第二磁铁的吸合,可以将所述旋转机盖稳固地固定在固定机盖上,达到了将打印环境与外界隔离的效果。

进一步地,所述转轴连接件为并排设置在所述固定机盖和旋转机盖连接处的两个合页铰接。合页铰接的连接形式使得旋转机盖活动灵活,方便工作人员打开机盖。

进一步地,所述升降机构包括固定杆、步进电机、滑杆以及滑块,所述固定杆垂直固定安装于机座上表面,所述滑杆与所述固定杆平行,并固定于所述固定杆一侧,所述步进电机的输出端与所述滑杆连接,所述滑块螺纹连接于所述滑杆上,所述打印平台水平地固定于所述滑块上。升降机构通过步进电机驱动所述滑块运动,所述滑块进而带动打印平台垂直方向的移动,从而完成打印活动。

进一步地,所述打印平台与滑块通过连接件连接,所述连接件包括第一连接部和第二连接部;所述第一连接部为两块,分别平行设置于所述打印平台的顶部,所述第二连接部包括平行安装在所述滑块上的水平部和两块垂直与所述滑块的垂直部,所述水平部和所述两块垂直部形成一个“门”字形套设在所述滑块上;所述的每块第一连接部两端设置有凸缘,所述凸缘上设置有螺孔,所述第二连接部的每个垂直部两个角设置有尺寸与所述第一连接部的凸缘相配合的凸缘,所述凸缘上设置有尺寸与第一连接部的螺孔相配合的螺孔,所述第一连接部和第二连接部通过螺钉连接,进而将所述打印平台和所述滑块连接。可通过松开连接件上面的螺钉来拆卸打印平台,方便对打印平台进行清洗。

进一步地,所述滑杆采用滚珠丝杆结构,所述滑块和所述滚珠丝杠配合连接并在滚珠丝杠上运动。滚珠丝杠比一般的滑动杆滑动摩擦导致的磨损小,使用寿命更长

进一步地,所述机盖的材料为聚碳酸酯材料。聚碳酸酯是常用的工程塑料,具有轻便的特性和效果。

进一步地,所述机座表面镶嵌固定设置有LCD操控屏。通过LCD操控屏可对打印流程和参数进行设置,同时可以将打印过程可视化,便于掌控打印的进度和效果。

进一步地,所述显示屏为液晶显示屏。液晶显示屏具有耗电量小、辐射小的优点。

为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为机座和机盖结构示意图;

图2为机盖俯视图;

图3为机座内部结构示意图;

图4为连接件局部结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现的效果,以下结合实施方式并配合附图详予说明。

结合附图1-4,本实用新型的一种光固化3D打印机,包括机座1、升降机构2、打印平台3、显示屏(未画出)和控制系统(未画出)。

升降机构2设置于所述机座1上,连接打印平台3,以使打印平台3步进式移动。机座1在打印平台3下方对应位置有光固化树脂槽11。光固化树脂槽10具有透明底部,显示屏设置与机座1内。控制系统位于机座1底部,包括单片机和驱动器,单片机与升降机构2电连接,驱动器与显示屏电连接。所述显示屏是在两片平行的玻璃基板中放置液晶材料,通过电压的改变来控制液晶分子的转动方向,进而使所述显示屏发出的光线发生扭转,从而达到控制每个像素点的偏振光出射与否的目的,进而使所述显示屏的表面形成遮光面以及透光面,使位于所述打印平台3表面的光固化树脂发生光固化,实现3D打印。

如附图1所示,所述光固化3D打印机包括机盖4。机盖4安装设置在机座1的上方并形成一个收容空腔,收容空腔收容升降机构2和打印平台3。机盖4包括固定机盖41和旋转机盖42,固定机盖41固定连接在机座上,旋转机盖42和固定机盖41在顶部连接处通过转轴连接件43互相连接,旋转机盖42可围绕转轴连接件43旋转打开,固定机盖41的侧面在和旋转机盖42侧面相邻处的底部设置有第一磁铁411,旋转机盖42的侧面和固定机盖41侧面相邻处的底部设置有第二磁铁421,固定机盖41和旋转机盖42通过第一磁铁411和第二磁铁421吸合固定。当打印机开始工作时,所述旋转机盖42和固定机盖41吸合固定;当打印机结束工作后需要取出打印产品或者对机座1内部进行元件维修维护时,旋转机盖42和固定机盖41的侧面连接处设有开口,可沿着所述开口将所述旋转机盖42旋转起来放置于固定机盖41的顶部,然后再对机座1内的元件进行操作。

本实施例中,如附图2所示,固定机盖41与旋转机盖42的转轴连接件43为并排设置在固定机盖41和旋转机盖42连接处的两个合页铰接。合页将固定机盖41和旋转机盖42以铰接的形式连接在一起,旋转机盖42可以合页为轴上下旋转来达到门的开闭的效果。

如附图3所示,升降机构2包括滑块21、滑杆22、固定杆23以及步进电机(未画出)。固定杆23垂直固定安装于机座1上表面,滑杆22与固定杆23平行,并固定于所述固定杆一侧。步进电机设置于滑块21内部,输出端与滑杆22连接。滑块21螺纹连接于滑杆22上,打印平台3水平地固定于滑块21上。

本实施例中,如附图4所示,打印台3和滑块21利用连接件5来连接。连接件5包括第一连接部51和第二连接部52。第一连接部51为两块,分别平行设置于打印平台3的顶部,第二连接部52包括平行安装在滑块21上的水平部521和两块垂直与滑块21的垂直部522,水平部521和两块垂直部522形成一个“门”字形套设在滑块21上。每块第一连接部51两端设置有凸缘,凸缘上设置有螺孔;第二连接部52的每个垂直部522两个角设置有尺寸与第一连接部51的凸缘相配合的凸缘,凸缘上设置有尺寸与第一连接部51的螺孔相配合的螺孔。第一连接部51和第二连接部52通过螺钉连接,进而将打印平台3和滑块21连接。

打印时,打印平台3下降至光固化树脂槽11的打印位置处并浸泡于光固化树脂中。此时,驱动器根据当前的切片数据,控制的显示屏的透光面,使透光面与切片的横截面外形相同且面积相同。同时,单片机开启显示屏发出光,显示屏的透光面照射到打印平台3的表面,使打印平台3表面的树脂发生光固化,最终固化成与切片的面积和厚度均相同的第一个固化片,第一个固化片粘固于打印平台3的表面。此时,驱动器控制显示屏全部遮光。当切片固化完成后,单片机根据第二个切片的体积数据,控制步进电机转动,以通过滑杆22驱动打印平台3向上移动第二个切片的厚度,使第一个固化片的底面位于光固化树脂槽11的打印位置处。然后,驱动器控制显示屏的透光面,使透光面与第二个切片的横截面外形和面积均相同。这时,光线透过显示屏的透光面,使对应的光固化树脂发生光固化形成第二个固化片。第二个固化片粘固于第一个固化片的底面。通过上述过程如此循环打印,直至将全部的切片固化后,得到多个粘固在一起的固化片,这些固化片就组成了需打印的产品的形状。

本实施例中,滑杆22采用滚珠丝杆结构,滑块21和滚珠丝杠配合连接并在滚珠丝杠上运动,从而带动打印平台3上下移动。

本实施例中,机盖4的材料为聚碳酸酯材料。聚碳酸酯是常用的工程塑料,具有轻便的特性和效果。

本实施例中,所述机座表面镶嵌固定设置有LCD操控屏。通过LCD操控屏12可对打印流程和参数进行设置,同时可以将打印过程可视化,便于掌控打印的进度和效果。

本实施例中,所述显示屏为液晶显示屏。液晶显示屏具有耗电量小、辐射小的优点。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

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