三维打印设备的制作方法

1.本实用新型涉及3d打印技术领域，特别涉及一种三维打印设备。


背景技术：

2.当前快速成型、立体光固化打印的领域通常采用三种方式工作，fdm堆积成型、sla/sls激光成型(点光源方式工作)、lcd屏或dlp面成型，三种工作方式各有优劣。fdm打印虽然打印尺寸不受影响，但精度不高，且打印速度比较慢，无法大范围进入工业应用领域；lcd屏和dlp二者为面成型方式，特点是lcd屏和dlp都需要离型膜，均采用上拉的工作方式，该种工作方式在工作时有粘连离型膜的风险，lcd屏有烧屏、光效率不高、打印面积受限于屏幕大小等不足；dlp采用上拉的工作方式，因受精度的限制，工件成型尺寸不会太大，无法完成大幅面高精度快速成型，应用范围受限制。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种三维打印设备，所述三维打印设备能够实现兼顾精度、大幅面成型、无离型膜的工作方式。
4.根据本实用新型实施例的三维打印设备，包括：机架，其设置有承放光敏材料的料槽；工作台，可上下移动地设置于所述机架，所述工作台与所述料槽相对应，且所述工作台可伸入至所述料槽内并能够沿着所述料槽上下移动；涂覆机构，可移动地设置于所述机架，所述涂覆机构能够相对所述工作台前后移动；第一dlp数字光处理机构，可移动地设置于所述机架，所述第一dlp数字光处理机构上设置有可将光图形投射于所述工作台的工作面，所述工作面能够相对所述工作台前后移动和左右移动。
5.根据本实用新型实施例的三维打印设备，至少具有如下有益效果：采用上述结构，通过工作台可相对机架沿着料槽上下移动，第一dlp数字光处理机构的工作面相对工作台前后移动和左右移动。使用时，通过专用的切片软件，将三维模型转化成一幅幅二维平面图，通过上位机将每一幅二维平面图形通过操作软件，对图片进行分区切割，使大幅面二维图形转化成多个小幅面图形或一帧图形，通过第一dlp数字光处理机构的工作面相对工作台前后移动和左右移动的移动方式，根据操作软件对整幅图片的数据处理，依次通过第一dlp数字光处理机构将光图形投射于工作台，即料槽内的光敏材料的表面，通过拼接方式或顺序移动方式完成整幅二维图形的转化成光图形，工作台相对料槽向下移动，配合涂覆机构，从而完成工件的3d打印。与现有技术相比，本技术方案中，使用dlp技术、涂覆方式结合工作台下沉式的工作方式，可实现兼顾精度、大幅面成型、无离型膜的工作方式，完成超大幅面高精度快速成型。
6.根据本实用新型的一些实施例，所述机架上设置有第一滑轨和第一驱动装置；所述第一dlp数字光处理机构包括第一横梁和第一dlp数字光学模块，所述第一横梁可前后移动地连接于所述第一滑轨，所述第一dlp数字光学模块可左右移动地连接于所述第一横梁，
所述第一驱动装置的输出端与所述第一横梁传动连接。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述第一横梁上设置有第二滑轨，所述第一dlp数字光学模块滑动连接于第二滑轨，且所述第一dlp数字光学模块传动连接有第二驱动装置。
8.根据本实用新型的一些实施例，还包括第二dlp数字光处理机构，所述第二dlp数字光处理机构包括第二横梁和第二dlp数字光学模块，所述第二dlp数字光学模块固定设置于所述第二横梁，所述第二横梁可前后移动地连接于所述第一滑轨，且所述第二横梁传动连接有第三驱动装置。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述机架上设置有升降机构，所述升降机构的输出端与所述工作台传动连接。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述升降机构包括连接架、第一滑动座、第一螺纹杆件和第一驱动电机，所述连接架与所述工作台相连接，所述第一滑动座与所述连接架相连接，所述第一螺纹杆件与所述第一滑动座螺纹传动配合，所述第一驱动电机设置于所述机架，且所述第一驱动电机能够驱动所述第一螺纹杆件相对所述机架转动。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述工作台包括与所述升降机构连接的工作基板和放置于所述工作基板上表面的多孔网板。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述机架上设置有用于控制所述料槽液位的液位调节机构。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述液位调节机构包括液位传感器、调节块和第四驱动装置，所述液位传感器安装于所述料槽内，所述调节块位于所述料槽内，所述第四驱动装置设置于所述机架，所述第四驱动装置能够驱动所述调节块相对所述料槽上下移动。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述机架上设置有第五驱动装置，所述第五驱动装置的输出端与所述涂覆机构传动连接。
15.本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
17.图1为本实用新型实施例的三维打印设备的第一视角结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例的三维打印设备的第二视角结构示意图；
19.图3为本实用新型实施例的三维打印设备的截面示意图；
20.附图标记：
21.机架10、料槽11、第一滑轨12；
22.工作台20、工作基板21、多孔网板22、涂覆机构30；
23.第一dlp数字光处理机构40、第一横梁41、第二滑轨411、第一dlp数字光学模块42、第二驱动装置43；
24.第二dlp数字光处理机构50、第二横梁51、第二dlp数字光学模块52；
25.升降机构60、连接架61、第一滑动座62、第一螺纹杆件63、第一第一驱动电机64；
26.液位调节机构70、液位传感器71、调节块72、第四驱动装置73、连接板731、第二驱
动电机732、第二螺纹杆件733、第二滑动座734、第五驱动装置80。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
29.在本实用新型的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
30.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
31.如图1至图3所示，根据本实用新型实施例的三维打印设备，包括：机架10，其设置有承放光敏材料的料槽11；工作台20，可上下移动地设置于机架10，工作台20与料槽11相对应，且工作台20可伸入至料槽11内并能够沿着料槽11上下移动；涂覆机构30，可移动地设置于机架10，涂覆机构30能够相对工作台20前后移动；第一dlp数字光处理机构40，可移动地设置于机架10，第一dlp数字光处理机构40上设置有可将光图形投射于工作台20的工作面，工作面能够相对工作台20前后移动和左右移动。
32.根据本实用新型实施例的三维打印设备，采用上述结构，通过工作台20可相对机架10沿着料槽11上下移动，第一dlp数字光处理机构40的工作面相对工作台20前后移动和左右移动。使用时，通过专用的切片软件，将三维模型转化成一幅幅二维平面图，通过上位机将每一幅二维平面图形通过操作软件，对图片进行分区切割，使大幅面二维图形转化成多个小幅面图形或一帧图形，通过第一dlp数字光处理机构40的工作面相对工作台20前后移动和左右移动的移动方式，根据操作软件对整幅图片的数据处理，依次通过第一dlp数字光处理机构40将光图形投射于工作台20，即料槽11内的光敏材料的表面，通过拼接方式或顺序移动方式完成整幅二维图形的转化成光图形，工作台20相对料槽11向下移动，配合涂覆机构30，从而完成工件的3d打印。与现有技术相比，本技术方案中，使用dlp技术、涂覆方式结合工作台20下沉式的工作方式，可实现兼顾精度、大幅面成型、无离型膜的工作方式，完成超大幅面高精度快速成型。
33.可以理解的是，如图1至图3所示，在本实用新型的一些实施例中，机架10上设置有第一滑轨12和第一驱动装置；第一dlp数字光处理机构40包括第一横梁41和可将光图形投射于工作台20的第一dlp数字光学模块42，第一横梁41可前后移动地连接于第一滑轨12，第一dlp数字光学模块42可左右移动地连接于第一横梁41，第一驱动装置的输出端与第一横梁41传动连接。通过第一驱动装置驱动第一横梁41沿着第一滑轨12前后移动，继而带动第
一dlp数字光学模块42前后移动以将光图形投射于工作台20，从而工作台20相对料槽11向下移动，配合涂覆机构30，从而完成工件的3d打印，结构简单，稳定性较好，传动可靠。
34.需要说明的是，在本实用新型的一些实施例中，机架10于第一横梁41的两端分别设置有第一滑轨12，使得第一横梁41移动时较为稳定；第一驱动装置可为伸缩气缸、无杆气缸、丝杆传动结构、直线电机等，在此不做限定。
35.可以理解的是，如图1至图3所示，在本实用新型的一些实施例中，第一横梁41上设置有第二滑轨411，第一dlp数字光学模块42滑动连接于第二滑轨411，且第一dlp数字光学模块42传动连接有第二驱动装置43。通过第二驱动装置43驱动第一dlp数字光学模块42相对工作台20左右移动。采用上述结构，通过第二驱动装置43驱动第一dlp数字光学模块42沿着第二滑轨411左右移动，第一dlp数字光学模块42左右移动以将光图形投射于工作台20，从而工作台20相对料槽11向下移动，配合涂覆机构30，从而完成工件的3d打印，结构简单，稳定性较好，传动可靠。
36.需要说明的是，在一些实施例中，第二驱动装置43可设置为伸缩气缸结构、无杆气缸结构、丝杆传动结构、直线电机等，在此不做限定。
37.如图1至图3所示，在本实用新型的一些实施例中，还包括第二dlp数字光处理机构50，第二dlp数字光处理机构50包括第二横梁51和可将光图形投射于工作台20的第二dlp数字光学模块52，第二dlp数字光学模块52固定设置于第二横梁51，第二横梁51可前后移动地连接于第一滑轨12，且第二横梁51传动连接有第三驱动装置。采用上述结构，通过第三驱动装置驱动第二横梁51相对工作台20前后移动，第二dlp数字光学模块52相对第二横梁51固定，能够实现光图形静态拼接，结构简单，稳定性较好，传动可靠。
38.需要说明的是，在一些实施例中，第三驱动装置可设置为伸缩气缸结构、无杆气缸结构、丝杆传动结构、直线电机等，在此不做限定。
39.可以理解的是，如图1至图3所示，在本实用新型的一些实施例中，机架10上设置有升降机构60，升降机构60的输出端与工作台20传动连接，通过升降机构60驱动工作台20相对机架10沿着料槽11上下移动。在本实用新型的一些实施例中，打印时，第一dlp数字光学模块42、第二dlp数字光学模块52将光图形投射于工作台20时，通过升降机构60驱动工作台20相对机架10沿着料槽11向下移动，从而实现了工作台20下沉式打印的工作方式，实现了无离型膜，结构简单，传动可靠。
40.如图1至图3所示，在本实用新型的一些实施例中，升降机构60包括连接架61、第一滑动座62、第一螺纹杆件63和第一驱动电机64，连接架61与工作台20相连接，第一滑动座62与连接架61相连接，第一螺纹杆件63与第一滑动座62螺纹传动配合，第一驱动电机64设置于机架10，且第一驱动电机64能够驱动第一螺纹杆件63相对机架10转动。采用上述结构，通过第一驱动电机64驱动第一螺纹杆件63转动，第一滑动座62能相对第一螺纹杆件63上下移动，从而带动连接架61上下移动的同时，工作台20也随之上下移动，结构简单紧凑，传动精度高，稳定性较好。
41.当然地，在一些实施例中，升降机构60亦可为电动推杆结构，在此不做限定。
42.可以理解的是，如图1和图3所示，在本实用新型的一些实施例中，工作台20包括与升降机构60的连接架61连接的工作基板21和放置于工作基板21上表面的多孔网板22。当工作基板21沿着料槽11向下移动时，工件能够于多孔网板22上快速成型，且工件成型后，设置
有多孔网板22，用户可移离多孔网板22或者可直接用工具将成型的工件拆离于多孔网板22，操作便捷，能够快速取出工件。
43.可以理解的是，如图2和图3所示，在本实用新型的一些实施例中，机架10上设置有用于控制料槽11液位的液位调节机构70，能够快速调节料槽11内的光敏材料液位的高低，将料槽11内的光敏材料液位高度维持在一定范围内，结构简单，操作便捷，能够及时控制料槽内11液位，检测可靠。
44.如图2和图3所示，在本实用新型的一些实施例中，液位调节机构70包括液位传感器71、调节块72和第四驱动装置73，液位传感器71安装于料槽11内，调节块72位于料槽11内，第四驱动装置73设置于机架10，第四驱动装置73能够驱动调节块72相对料槽11上下移动。采用上述结构，通过液位传感器71读取液位高度数据，第四驱动装置73驱动调节块72的上下移动，使得料槽11内光敏材料具有一定压力，从而改变料槽11内液位的高低，将料槽内11液位高度维持在一定范围内，结构简单，操作便捷，能够及时控制料槽内11液位，检测可靠。
45.需要说明的是，如图2和图3所示，第四驱动装置73包括连接板731、第二驱动电机732、第二螺纹杆件733和第二滑动座734，连接板731的一端与调节块72相连接，第二滑动座734与连接板731的侧面相连接，第二螺纹杆件733与第二滑动座734螺纹连接，第二驱动电机732安装于机架10上，通过第二驱动电机732驱动第二螺纹杆件733相对机架10转动，从而带动第二滑动座734沿着第二螺纹杆件733上下移动，从而驱动调节块72沿着料槽11上下移动，结构检测，传动可靠。
46.当然地，在一些实施例中，第四驱动装置73亦可为丝杆传动、无杆气缸等传动结构，其仍具有上述效果，在此不做限定。
47.在本实用新型的一些实施例中，机架10上设置有第五驱动装置80，第五驱动装置80的输出端与涂覆机构30传动连接。采用上述结构，通过第五驱动装置80驱动涂覆机构30沿着工作台20前后移动，当打印一层，工作台20下降一定距离，涂覆机构30工作一次，将光敏材料均匀涂抹在上一层打印好的工件表面，结构紧凑，操作便捷，传动可靠。需要说明的是，第五驱动装置80可为皮带轮传动组件、电动推杆结构等，在此不做限定。
48.需要说明的是，在本实用新型的一些实施例中，机架10于料槽11的两侧分别设置有第三滑轨，涂覆机构30包括与第三滑轨滑动连接的固定滑板和安装于固定滑板上的涂覆板，通过固定滑板与第五驱动装置的输出端传动连接，从而带动固定滑板和涂覆板相对工作台20前后移动，结构紧凑，操作便捷，传动可靠。当然地，在一些实施例中，涂覆机构30亦可为其他结构，在此不做限定。
49.本实用新型的工作流程：
50.1、操作软件将三维模型转化成多幅二维平面图形；
51.2、上位机操作软件将多幅二维平面图形分别转化成多幅小尺寸二维平面图形或多幅小尺寸二维平面图形编码信息将待成型的三维模型，通过专用的切片软件，将三维模型转化成一幅幅二维平面图；
52.3、通过液位调节机构70，将成型材料即光敏材料表面维持在一定高度范围内；
53.4、通过工作台20的上下移动，实现每一层的成型后的向下位移，整个工作方式采用逐层下沉式打印工作方式；
54.5、通过上位机操作软件，将序号2转化后的小幅面图形或图形编码信息，传输到dmd；
55.6、小幅面图形或图形编码信息，经过以下三种方式工作即三种实施方案步骤5：
56.a：一个dmd多次位移扫描，即第一dlp数字光学模块42的数量为一个，通过第一dlp数字光学模块42的前后移动和左右移动，实现多次位移扫描；
57.b：多个dmd同时位移扫描，即第一dlp数字光学模块42的数量为多个，通过多个第一dlp数字光学模块42在同一位置相对第一横梁41同时左右移动配合，实现同时位移扫描；
58.c：多个dmd静态拼接，即通过第一横梁41上的第一dlp数字光学模块42和第二横梁51上的第二dlp数字光学模块52相对工作台20固定，实现静态拼接；
59.从而完成一副大尺寸二维图形的合成；
60.7、工作台20下移一层，涂覆机构30工作一次，将光敏材料均匀涂抹在上一层打印好的工件表面，循环以上工作，直到三维模型打印完成。
61.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
62.当然，本实用新型创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。