一种脱模装置及3D打印机的制作方法

一种脱模装置及3d打印机
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种脱模装置及3d打印机。


背景技术：

2.3d打印是快速成型的技术的一种，以数字模型为基础，在打印平台上采用特殊材料并通过逐层打印的方式构造打印模型。在完成3d印后需要将粘在打印平台上的打印模型与打印平台分离。目前常用的方法有两种，第一种是手动分离，即使用工具(例如铲子等)将打印件从打印平台上分离，此种方法的缺点是，效率低下而且容易损伤打印件。第二方法是在打印平台上开孔，并在打印平台下方设置可以活动的顶针，当打印模型打印完毕后，使打印平台与顶针产生相对运动，顶针即会对打印模型施加作用力使其脱离打印平台。该方法具有以下缺点：1、同时将多个打印件分离，受力较大，对电机输出的功率要求较高；2、顶针与打印平台的相对运动需要一定竖直方向上的空间，且由于打印平台上承载有打印模型，使得顶针仅能占用位于打印平台下方的料槽的空间，从而使顶针必须放置于料槽底部且有一定高度；3、无法自动清除打印平台上的打印残渣，仍然需要手动处理。
3.因此，亟需一种脱模装置及3d打印机，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提出一种脱模装置及3d打印机，能够提高打印模型的脱离效率，提高打印效率和打印质量。
5.为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：
6.一种脱模装置，包括：打印平台；脱模件，所述脱模件可活动地设在所述打印平台上，所述脱模件的一端设有多个脱模凸起，所述脱模凸起上设有斜面，所述斜面在背离所述脱模件的方向上朝向接近所述打印平台的方向倾斜设置。脱模凸起能够实现对打印模型的可靠脱离，斜面与打印模型的接触能够有效降低打印模型受到的损伤，从而防止脱模件在脱模过程中破坏打印模型，较好地保证了打印模型的打印质量。
7.进一步地，所述打印平台上开设有多个间隔分布的导槽，每个所述脱模凸起能够配合在一个所述导槽内。由于在打印平台上设置了多个导槽，树脂能够快速并充分的经由多个导槽进入打印平台中部，从而有效提高打印模型的内部打印质量。此外，导槽也能对脱模凸起的运动起到导向作用，进一步提高脱模效果。
8.进一步地，所述打印平台包括支撑台和成型台，所述成型台设在所述支撑台上，多个所述导槽均开设于所述成型台上。支撑台能够对成型台提供稳固的支撑，从而确保打印平台开设导槽后仍然具有较好的强度和高度，从而保证了打印平台的使用寿命。
9.进一步地，所述打印平台上还开设有沿所述打印平台的厚度方向贯穿的通孔，所述通孔为多个，所述通孔与所述导槽交错分布。树脂能够由通孔直接渗入成型平台的各个位置，尤其能快速渗入成型平台的中部，进一步防止成型平台上部分区域缺失树脂而影响打印模型的成型，从而能够有效提高打印模型的内部打印质量。
10.进一步地，所述脱模凸起的相对设置的两个侧壁与所述导槽的相对设置的两个内壁之间分别具有间隙。能够较好地保证脱模凸起在运动过程不会与导槽的内壁出现干涉问题，从而较好地保证了脱模件在打印平台上的稳定往复运行，提高了脱模装置自动运行时的稳定性。
11.进一步地，所述脱模件还包括本体，多个所述脱模凸起均设在所述本体的一端上，所述本体的设有所述脱模凸起的端面形成为清理面，所述清理面与所述打印平台的工作面呈夹角设置，所述清理面能够清理脱模时产生的残渣。当脱模件相对打印平台运动时，本体也会随之运动，且其在脱模凸起之后运动，从而能够清理脱模凸起脱模过程中产生的残渣，能够在打印模型脱离打印平台之后清理打印平台上的残渣，并将残渣带至收集结构中，从而降低残渣清理难度，防止残渣影响下次打印成型，不仅提高了脱模装置的自动化，还提高了整体打印效率。
12.进一步地，所述脱模凸起抵接所述打印平台时，所述本体的底壁与所述打印平台的顶壁之间具有间隙。能够较好地保证了脱模件在打印平台上的稳定往复运行，提高了脱模装置自动运行时的稳定性。
13.进一步地，所述脱模装置还包括第一驱动机构，所述第一驱动机构的输出端与所述脱模件连接，所述第一驱动机构用于驱动所述脱模件相对所述打印平台运动。通过第一驱动机构即可实现打印模型与打印平台的自动分离，从而提高了打印模型的整体打印效率。
14.进一步地，所述第一驱动机构包括：驱动件；传动组件，所述传动组件的一端与所述驱动件的输出端连接，另一端分别连接于所述脱模件的两端。由于传动组件的两端分别与脱模件的两端连接，从而能够通过一个驱动件较好地保证脱模件的两端同步运动，以提高脱模件整体同步对打印模型施加作用力，从而保证脱模件对打印模型施加的力是均匀的，进而提高打印模型的脱模效果。
15.一种3d打印机，包括：支撑架；前文所述的脱模装置，所述脱模装置的打印平台沿竖直方向可活动地设在所述支撑架上，所述脱模装置的脱模件和第一驱动机构均设在所述支撑架上。
16.本发明的有益效果为：当打印平台上的模型成型完毕后，脱模件能够相对打印平台运动，脱模凸起在打印平台上方滑动时能够使得打印模型与打印平台分离，同时，由于脱模件可以设置于打印平台上，在部分3d打印机的结构上，打印平台下方通常设有存放打印树脂的料槽，使得脱模件无须占用打印平台的下方空间，从而保证脱模装置与料槽装配时更紧凑，使其不会对3d打印机的结构布局及功能造成影响。此外，脱模凸起在运动过程中将抵接打印模型，进而对打印模型施加一定的作用力，以使打印模型从打印平台上脱离。此外，由于脱模凸起上还设有斜面，脱模凸起持续相对打印平台运动时，斜面相对打印模型运动并对打印模型施加作用力使其从斜面的最低端逐渐移动到斜面的最顶端从而脱离打印平台，在脱模凸起的运动过程中，斜面与打印模型的接触能够有效降低打印模型受到的损伤，从而防止脱模件在脱模过程中破坏打印模型，较好地保证了打印模型的打印质量。由于采用前文所述的脱模装置，本发明的3d打印机能够提高打印模型的脱离效率，提高打印效率和打印质量。
17.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变
得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
18.图1是本发明具体实施方式提供的脱模装置的结构示意图；
19.图2是本发明具体实施方式提供的打印平台和脱模件的结构示意图；
20.图3是本发明具体实施方式提供的打印平台与脱模件配合的内部结构示意图；
21.图4是本发明具体实施方式提供的3d打印机的结构示意图。
22.附图标记
23.1、打印平台；11、导槽；12、承载台；13、成型台；14、通孔；
24.2、脱模件；21、本体；211、清理面；22、脱模凸起；221、斜面；
25.31、驱动件；32、驱动模组；321、导轨；322、导块；323、驱动丝杠；324、连接块；33、传动件；331、传动轮；332、传动带；
26.4、支撑架；41、支撑台；42、立柱；
27.5、第二驱动机构；6、料槽；7、光机；8、回收槽。
具体实施方式
28.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，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。
29.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.需要理解的是，术语“上”、“下”“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
32.实施例1
33.参考图1
‑
图3描述本发明实施例的脱模装置的具体结构。
34.如图1所示的一种脱模装置的实施方式，该脱模装置包括打印平台1和脱模件2。脱模件2可活动地设在打印平台1上，脱模件2的一端设有多个脱模凸起22，脱模凸起22上设有斜面221，斜面221在背离脱模件2的方向上朝向接近打印平台1的方向倾斜设置。
35.当打印平台1上的模型成型完毕后，脱模件2能够相对打印平台1运动，脱模凸起22
在打印平台1上方滑动时能够使得打印模型与打印平台1分离，同时，由于脱模件2可以设置于打印平台1上，在部分3d打印机的结构上，打印平台1下方通常设有存放打印树脂的料槽6，保证脱模装置与料槽6装配时更紧凑，使其不会对3d打印机的结构布局及功能造成影响。
36.此外，脱模凸起22在运动过程中将抵接打印模型，进而对打印模型施加一定的作用力，以使打印模型从打印平台1上脱离。此外，由于脱模凸起22上还设有斜面221，脱模凸起22持续相对打印平台1运动时，斜面221相对打印模型运动并对打印模型施加作用力使其从斜面221的最低端逐渐移动到斜面221的最顶端从而脱离打印平台1，在脱模凸起22的运动过程中，斜面221与打印模型的接触能够有效降低打印模型受到的损伤，从而防止脱模件2在脱模过程中破坏打印模型，较好地保证了打印模型的打印质量。
37.在本实施例中，如图1
‑
图3所示，打印平台1上开设有多个间隔分布的导槽11，每个脱模凸起22能够配合在一个导槽11内。
38.现有的打印平台1通常设置为平板结构，其成型面为水平面，在液态树脂成型的3d打印过程中，位于料槽6内的树脂通常不易自主流动至打印平台1的中部位置，使得打印平台1的中部树脂相对较少，并造成打印模型的内部打印质量较差的问题。在本实施例中，由于在打印平台1上设置了多个导槽11，树脂能够快速并充分的经由多个导槽11进入打印平台1中部，从而有效提高打印模型的内部打印质量。此外，导槽11也能对脱模凸起22的运动起到导向作用，进一步提高脱模效果。
39.在本实施例中，如图3所示，斜面221伸入导槽11内，能够进一步确保脱模凸起22在脱模过程中是斜面221与打印模型接触，从而进一步降低脱模凸起22对打印模型的损伤，提高打印模型的打印质量。
40.在本实施例中，如图1和图2所示，打印平台1包括承载台12和成型台13，成型台13设在承载台12上，多个导槽11均开设于成型台13上。
41.承载台12能够对成型台13提供稳固的支撑，从而确保打印平台1开设导槽11后仍然具有较好的强度和高度，从而保证了打印平台1的使用寿命。
42.此外，在本实施例中，如图1所示，承载台12的截面面积大于成型台13的截面面积，从而能保证其对成型台13和脱模件2的支撑效果。在本实施例中，承载台12与成型台13既可以是一体成型件，也可以由两个结构组装连接形成，无需进行具体限定。
43.在本实施例中，如图1
‑
图3所示，打印平台1上还开设有沿打印平台1的厚度方向贯穿的通孔14，通孔14为多个，通孔14与导槽11交错分布。
44.当打印平台1浸泡于料槽6内的树脂中时，树脂能够由通孔14直接渗入成型平台的各个位置，尤其能快速渗入成型平台的中部，从而能够进一步提高树脂进入成型平台中部的效率，进一步防止成型平台上部分区域缺失树脂而影响打印模型的成型，从而能够有效提高打印模型的内部打印质量。此外，通孔14与导槽11交错分布，也能防止脱模凸起22在运动过程中与通孔14内的树脂之间出现干涉问题，较好地保证了两者独立作用。
45.具体地，在本实施例中，通孔14贯穿承载台12和成型台13。
46.在本实施例中，如图1
‑
图3所示，脱模凸起22的相对设置的两个侧壁与导槽11的相对设置的两个内壁之间分别具有间隙。
47.脱模凸起22与导槽11之间具有间隙，从而能够较好地保证脱模凸起22在运动过程不会与导槽11的内壁出现干涉问题，从而较好地保证了脱模件2在打印平台1上的稳定往复
运行，提高了脱模装置自动运行时的稳定性。
48.在本实施例中，如图1
‑
图3所示，脱模件2还包括本体21，多个脱模凸起22均设在本体21的一端上，本体21的设有脱模凸起22的端面形成为清理面211，清理面211与打印平台1的工作面呈夹角设置,清理面211能够清理脱模时产生的残渣。
49.当脱模件2相对打印平台1运动时，本体21也会随之运动，且其在脱模凸起22之后运动，从而能够使清理面211清理脱模凸起22脱模过程中产生的残渣，能够在打印模型脱离打印平台1之后清理打印平台1上的残渣，并将残渣带至收集结构中，从而降低残渣清理难度，防止残渣影响下次打印成型，不仅提高了脱模装置的自动化，还提高了整体打印效率。
50.在本实施例中，如图1
‑
图3所示，清理面211垂直于打印平台1的工作面。当清理面211与打印平台1的工作面的夹角为锐角时，容易导致残渣不易排出，当清理面211与打印平台1的工作面的夹角为钝角时，容易导致残渣推送至本体21的顶壁上。由此，使清理面211垂直于打印平台1的工作面，能够有效减少残渣由清理面211与工作面之间的间隙脱出的问题，从而较好地保证了清理面211的清理效果。
51.在本实施例中，如图3所示，脱模凸起22抵接打印平台1时，本体21的底壁与打印平台1的顶壁之间具有间隙。
52.由于本体21的底壁与打印平台1的顶壁之间具有间隙，在脱模凸起22的运动过程中，本体21与打印平台1之间不会产生摩擦，从而较好地保证了脱模件2在打印平台1上的稳定往复运行，提高了脱模装置自动运行时的稳定性。
53.在本实施例中，如图1所示，脱模装置还包括第一驱动机构，第一驱动机构的输出端与脱模件2连接，第一驱动机构用于驱动脱模件2相对打印平台1运动。
54.通过第一驱动机构即可实现打印模型与打印平台1的自动分离，从而提高了打印模型的整体打印效率。
55.在本实施例中，如图1所示，第一驱动机构包括驱动件31和传动组件。传动组件的一端与驱动件31的输出端连接，另一端分别连接于脱模件2的两端。
56.由于传动组件的两端分别与脱模件2的两端连接，从而能够通过一个驱动件31较好地保证脱模件2的两端同步运动，以提高脱模件2整体同步对打印模型施加作用力，从而保证脱模件2对打印模型施加的力是均匀的，进而提高打印模型的脱模效果。
57.当然，在本发明的其他实施例中，驱动件31也可以直接连接于脱模件2的端部，从而仅通过驱动件31实现对脱模件2的驱动。此外，驱动件31也可以设置为电机丝杠、气缸或电动推杆等。
58.在本实施例中，如图1所示，传动组件包括两个间隔设置的驱动模组32和传动件33。两个驱动模组32的输出端分别与脱模件2的两端连接，两个驱动模组32通过传动件33连接，一个驱动模组32与驱动件31的输出端连接。
59.两个驱动模组32通过传动件33连接，使得驱动件31能够通过驱动一个驱动模组32运动而实现两个驱动模组32同步运动，从而降低第一驱动机构的成本。此外，两个驱动模组32间隔设置还能避免第一驱动机构与3d打印机的其他结构出现干涉问题，使得脱模装置具有较好的适用性。
60.在本实施例中，驱动模组32可以设置为丝杠模组，也可以设置为两个气缸。当然，在本发明的其他实施例中，第一驱动机构也可以设置为两个间隔设置的直线模组，两个直
线模组的输出端分别与脱模件2的两端连接，也能实现较为准确可靠的驱动效果。
61.在本实施例中，如图1所示，驱动模组32包括导轨321和驱动丝杠323。导轨321上设有导块322。驱动丝杠323的输出端连接有连接块324，连接块324与导块322和脱模件2连接。
62.导轨321能够对导块322的运动起到较好的导向效果，进而对于导块322连接的连接块324和脱模件2起到导向效果，从而防止脱模凸起22沿其他方向运动并与导槽11出现碰撞，较好地保证了脱模件2脱模过程中的可靠运动，提高其脱模效果。
63.在本实施例中，如图1所示，传动件33包括两个传动轮331和传动带332。两个传动轮331分别设在两个驱动模组32上。传动带332绕设于两个传动轮331上。
64.传动带332与传动轮331能够较好地实现动力传递作用，从而较好地保证两个驱动模组32能够同步转动，进而确保脱模件2的两端能够同步运动，提高脱模件2的脱模效果。当然，在本发明的其他实施例中，传动件33也能够形成为齿轮传动结构，传动件33的具体结构可以根据实际需求进行确定，无须进行具体限定。
65.在本实施例中，如图1
‑
图3所示，打印平台1的截面为矩形，导槽11沿打印平台1的长度方向或宽度方向延伸设置。
66.矩形的打印平台1能够提高脱模装置的集成度，便于降低3d打印机的占地面积。同时，由于导槽11沿打印平台1的长度方向或宽度方向延伸设置，使得第一驱动机构的驱动方向也为打印平台1的长度方向或宽度方向，从而也能降低脱模件2与第一驱动机构的运行范围，以进一步提高3d打印机的占地面积，提高其适用范围。
67.实施例2
68.如图4所示，本发明还公开了一种3d打印机，包括支撑架4和脱模装置。脱模装置的打印平台1沿竖直方向可活动地设在支撑架4上，脱模装置的脱模件2和第一驱动机构均设在支撑架4上。其中，脱模装置为实施例1中所述的脱模装置，因而具备实施例1中任一项所述的优点。即本实施例的3d打印机能够提高打印模型的脱离效率，提高打印效率和打印质量。
69.在本实施例中，如图4所示，3d打印机还包括第二驱动机构5，第二驱动机构5设在支撑架4上，第二驱动机构5用于驱动打印平台1沿竖直方向运动。
70.第二驱动机构5能够实现打印平台1在竖直方向上的运动，从而便于在打印平台1上逐层固化树脂形成打印模型。
71.在本实施例中，如图4所示，支撑架4上还设有回收槽8，回收槽8对应打印平台1的端部设置。当脱模件2在打印平台1上运动并完成脱模后，脱模件2的本体21上的清理面211也能将残渣推入到回收槽8内，从而实现了残渣的自动回收，有效降低清理频率。
72.在本实施例中，如图4所示，支撑架4包括支撑台41和立柱42。支撑台41内设有料槽6，第一驱动机构设在支撑台41上，脱模件2沿支撑台41的宽度方向可活动地设在支撑台41上。立柱42设在支撑台41上，第二驱动机构5设在立柱42上。
73.支撑台41能够便于支撑脱模装置、料槽6等结构，立柱42能够便于支撑第二驱动机构5，以使第二驱动机构5驱动打印平台1在竖直方向上运动，从而实现打印模型的打印过程。
74.具体地，在本实施例中，如图4所示，3d打印机还包括光机7和料槽6。料槽6设在打印平台1下方并用于存储树脂，光机7设在立柱42上并用于固化料槽6内的树脂。
75.本实施例的3d打印机的打印过程如下：
76.s1、第二驱动机构5驱动打印平台1运动至初始位置；
77.s2、光机7曝光并使打印平台1上的树脂成型；
78.s3、一层打印模型成型后，第二驱动机构5驱动打印平台1向下运动预设距离，之后光机7继续曝光；
79.s4、循环s1
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s3完成打印模型的整体打印；
80.s5、第二驱动机构5驱动打印平台1运动至设定位置，第一驱动机构驱动脱模件2运动，脱模凸起22在运动过程中，斜面221与打印模型接触并对打印模型施加作用力，使打印模型逐排与打印平台1分离，本体21随之将打印平台1上的打印残渣清理干净，当打印模型与打印平台1分离完毕后，第一驱动机构驱动脱模件2回位。
81.在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
82.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。