一种3D打印制造发光广告字的方法及其装置与流程

本发明属于3d打印领域，具体涉及一种3d打印制造发光广告字的方法及其装置。

背景技术：

由于发光广告字具有醒目、美观等特点，广泛受到商家的喜爱。常见的发光广告字由底板、led颗粒、围边和封盖组成，led颗粒安装至底板上，led颗粒发出的光透过可透光材质的封盖，封盖和围边可遮挡外界雨水风沙等，防止led颗粒由于外界环境受到破坏。

发光广告字传统制造方法需要雕刻机、注塑机、模具等较为昂贵的装置和大量人力成本，并且制造出来的广告字字体单一。因此，为了实现发光广告字的字体多样化和生产成本的降低，如何3d打印广告字成为厂家探索的方向。中国专利cn103594045公开了一种基于3d打印制作立体发光字的方法，先雕刻出字形轮廓的面板，再使用三维打印装置沿着面板边缘打印发光字的围边，然后铣削围边，在底板雕刻出字形轮廓的固定槽并且在固定槽内布置led颗粒，最后将底板安装至围边上。使用该方法制造出的发光广告字字体多样，无需模具，节省生产成本。但是该方法还需要雕刻步骤和铣削步骤，装置较为复杂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种成本低廉、装置简单、灵活性高的3d打印制造发光广告字的方法及其装置。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种制造发光广告字的3d打印机，包括机架，导轨组件，喷头，打印平台，喷头连接导轨组件，其特征在于：打印平台包括玻璃板和平台支撑板，平台支撑板固定于机架，玻璃板连接平台支撑板；平台支撑板设有限位器，玻璃板通过限位器实现安装和拆卸。广告字围边通过3d打印机打印至玻璃板上，由于广告字的封盖由光敏树脂制成，在使用uv光固化光敏树脂时，uv光可透过玻璃板照射至光敏树脂使其迅速固化。限位器可夹紧或松开玻璃板，方便玻璃板的放入或取出。

进一步，限位器设有限位片和旋转轴，旋转轴固定于平台支撑板，限位片绕旋转轴旋转；平台支撑板设有限位块，限位块包括安装板和凸起块，凸起块夹紧玻璃板，凸起块的高度大于玻璃板放置在平台支撑板上的高度。旋转轴将限位器固定在平台支撑板，限位片绕旋转轴旋转实现夹紧或松开玻璃板。限位块通过凸起块夹紧玻璃板，从而增强玻璃板在打印过程中的稳定性。凸起块高于玻璃板可限制玻璃板安装时的位置，方便玻璃板的安装。

进一步，平台支撑板固定连接有平台固定杆，平台固定杆固定连接机架。平台支撑板通过平台固定杆与机架固定连接。

进一步，平台支撑板设有加热装置，平台支撑板与平台固定杆之间设有隔热板，平台固定杆和隔热板通过螺栓连接，螺栓的顶部与平台支撑板底部接触，螺栓的尾部与平台固定杆固定连接；螺栓套设有弹簧，弹簧顶部与平台支撑板底部接触，弹簧底部与平台固定杆顶部接触。平台支撑板还具有加热功能，可以加热玻璃板，防止打印材料接触到玻璃板时由于骤冷造成的收缩，影响围边第一层的形状。隔热板防止热量传到至平台固定杆，进而传导至3d打印机的机架。平台固定杆和隔热板通过螺栓固定连接。螺栓外设置弹簧对平台支撑板起到缓冲作用，防止玻璃板在打印过程中由于受力不均而导致轻微倾斜。

进一步，玻璃板的尺寸不小于400×400mm。

进一步，导轨组件包括第一导轨、第二导轨和第三导轨，第一导轨设于机架的左右两侧，第二导轨的两端连接第一导轨，第二导轨设有滑块，滑块设有第三导轨，喷头连接第三导轨。喷头沿着第一导轨在y轴上移动，喷头沿着第二导轨在x轴上移动，喷头沿着第三导轨在z轴上移动。

进一步，3d打印机为熔融沉积型3d打印机。

一种使用3d打印机制造发光广告字的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)设计具有壁厚的广告字围边，建成三维模型；

(2)使用3d打印机将广告字围边的三维模型打印至玻璃板上；

(3)旋转限位器松开玻璃板，取出打印有广告字围边的玻璃板；

(4)将光敏树脂倒入所打印的广告字围边内，光敏树脂填满广告字围边底部；

(5)将uv光照射广告字围边内的光敏树脂，使光敏树脂固化，形成封盖；

(6)分离广告字围边和玻璃板，得到带有封盖的广告字。

使用熔融沉积型3d打印机打印广告字围边，广告字的大小和形状受限制小。使用可透光的光敏树脂当封盖可省去雕刻封盖的步骤，封盖与围边之间紧密连接，并且树脂光固化速率高，极大减少了生产时间。由于光敏树脂需要照射uv光固化，玻璃板可以使uv光透过，从而使光敏树脂固化更全面。

进一步，光敏树脂的厚度小于5cm。光敏树脂的厚度可根据广告字厚度自行调节，光敏树脂越厚透光性越差，为了使封盖具有较好的透光性，光敏树脂的厚度小于5cm。

进一步，步骤(4)中，uv光从打印平台下方照射光敏树脂。uv光位于打印平台下方可以使广告字底部的光敏树脂迅速固化，防止出现最底部的光敏树脂由于未固化完全而导致封盖不平整的情况。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1、本发明使用熔融沉积型3d打印机打印广告字围边，与模具相比，广告字的大小和形状受限制小。

2、本发明使用光敏树脂作为封盖，步骤简单，密封性好，省去封盖雕刻和铣削的步骤，光固化速率高，固化收缩率小，产生的废料少，节约生产成本，提高生产效率。并且光敏树脂的成分可以根据商家要求进行改良，使封盖具有不同的性能，如具有不同的颜色、拥有良好的机械性能或耐高温耐腐蚀。

3、本发明中3d打印过程均由电脑控制，自动化程度高，人工成本低。

4、本发明中的3d打印机的打印平台包括玻璃板，当uv光从打印平台底部照射光敏树脂时，uv光可直接透过玻璃板固化光敏树脂，光敏树脂最底层可迅速固化，使光敏树脂形成光滑平整的封盖。

5、本发明使用的3d打印机在打印平台的四角设置限位块和限位器，增强玻璃板在打印过程中的稳定性，通过旋转限位器实现玻璃板的取出和放入，并且该装置对玻璃板取出的方向没有限制，减少玻璃板的磨损。

6、本发明中打印平台的平台支撑板具有加热功能，可加热玻璃板，防止打印材料接触到玻璃板时由于骤冷造成的收缩，影响围边第一层的形状。

7、本发明中打印平台设置的缓冲装置防止玻璃板在打印过程中由于受力不均而导致倾斜，增强玻璃板在打印过程中的稳定性。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明中3d打印机的示意图；

图2为本发明中3d打印机打印平台的示意图；

图3为本发明中3d打印机打印平台另一角度的示意图；

图4为图2中a处的放大图；

图5为图3中b处的放大图。

图中，1-机架；2-喷头；3-打印平台；301-玻璃板；302-平台支撑板；303-隔热板；304-平台固定杆；305-限位块；3051-凸起块；3052-安装板；306-限位片；307-弹簧；308-旋转轴；309-螺栓；4-第一导轨；5-第二导轨；6-第三导轨；7-滑块。

具体实施方式

如图1所示，一种可用于制造发光广告字的3d打印机，包括机架1、喷头2和打印平台3，机架1左右两侧各设有一个第一导轨4，第二导轨5的两端连接第一导轨4，第二导轨5设有滑块7，滑块7设有第三导轨6，喷头2连接第三导轨6。喷头2沿着第三导轨6上下运动，滑块7带动喷头2沿着第二导轨5左右运动，第二导轨5带动喷头2沿着第一导轨4前后运动。

如图2-5所示，机架1固定连接有平台固定杆304，平台固定杆304顶端自下而上依次固定连接有隔热板303、平台支撑板302和玻璃板301。平台支撑板302具有加热功能可加热玻璃板301，隔热板303的设置防止平台支撑板302的热量传递至平台固定杆304。平台固定杆304和隔热板303通过螺栓309连接，螺栓309的顶部与平台支撑板302底部接触，螺栓309的尾部与平台固定杆304固定连接。螺栓309套设有弹簧307，弹簧307的顶端与平台支撑板302底端相接触，弹簧307的底端与平台固定杆304顶部相接触。在3d打印过程中，弹簧307对平台支撑板302起到缓冲作用，防止玻璃板301在打印过程中由于受力不均而导致轻微倾斜。

本实施例中，平台支撑板302前端两角设有限位块305，限位块305包括凸起块3051和安装板3052。限位块305通过安装板3052平台支撑板302固定连接，凸起块3051夹紧玻璃板301的一角。凸起块3051的高度高于玻璃板301放置在平台支撑板302的高度，凸起块3051可限制玻璃板301安装时的位置，方便玻璃板301的安装。平台支撑板302后端两角设有限位器，限位器由限位片306和旋转轴308构成，限位器通过旋转轴308与平台支撑板302固定连接，限位片306沿着旋转轴308旋转，实现玻璃板301的卡紧和松开，方便玻璃板301的安装或取出。

本发明制造发光广告字的方法如下：

1、在电脑上设计带有一定壁厚的广告字围边，建成三维模型；

2、使用如图1所示的3d打印机打印广告字围边的三维模型至打印平台3的玻璃板301上，打印材料可以为pla或abs丝料，为了防止第一层广告字围边接触到玻璃板301时骤冷收缩，平台支撑板302加热玻璃板301；

3、广告字围边打印完成后，旋转限位片306，将玻璃板301从平台支撑板302上取出并放置在平整的桌面上。

4、将光敏树脂倒入广告字围边内，使光敏树脂填满广告字围边底部；根据不同的需求，光敏树脂内可混合颜料、填料等添加剂，光敏树脂的厚度可根据需求自行调节，光敏树脂越厚，透光性越差。

5、将玻璃板301小心放置在光固化机器内，uv光源处于玻璃板301下方，uv光透过玻璃板301照射广告字围边内的光敏树脂，光敏树脂迅速固化，持续照射uv光使光敏树脂充分固化，固化后的光敏树脂与广告字围边紧密连接，形成封盖。

6、将玻璃板301从光固化机器内取出，使用刮板分离广告字底部和玻璃板301，得到带有封盖的广告字。使用刮板时速度不可太快，避免刮板破坏封盖表面。

7、在底板上设置led颗粒，将广告字安装至底板，得到发光广告字。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。