一种压力智控型光固化3D打印机的制作方法

一种压力智控型光固化3d打印机
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，具体是涉及一种压力智控型光固化3d打印机。


背景技术：

2.3d打印机又称三维打印机(3dp)，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊树脂、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过利用紫外光或其他特定波长范围的光源照射可粘合材料并引发光化学反应，通过打印一层层的粘合材料逐层固化后即可得到待成型物体。目前常见3d打印机大多是采用光敏树脂作为可粘合材料，通过成型平台和树脂池之间的往复相对滑动来配合光源使得光敏树脂固化成型，但是由于在成型平台往复的滑动中，无法检测树脂池内是否有残留固态异物，亦或是下降的数值发生偏差，而导致打印时成型平台下降，紧压在异物和树脂池上，使树脂池压力过大，从而破坏打印体和树脂池。
3.中国专利cn202123390971.6公开了一种具有压力检测装置的光固化3d打印机，在树脂池和台板之间设置压力传感器，使树脂池的重力施加于压力传感器的检测端上，打印过程中，通过压力传感器检测实时监测是否过压，一旦有过压的情况就立即停机，避免破坏打印体和树脂池。但是该方案在使用过程中由于需要成型平台与树脂池中的异物上方来产生压力变化使压力传感器发生工作，由于压力传感器工作时树脂池中的异物已经与成型平台发生挤压，所以即使此时成型平台停止工作打印体和树脂池仍已经受到破坏。


技术实现要素：

4.针对上述问题，提供一种压力智控型光固化3d打印机，通过成型平台、皮带和复位组件配合将打印件上出现异物时垂直方向的力传递给压力传感器，通过收卷装置和复位装置使得打印工作时皮带不会遮挡成型平台。
5.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种压力智控型光固化3d打印机，包括底板、树脂池、设置在树脂池正上方的打印头、控制打印头升降的升降装置和设置在打印头底部的成型平台，还包括皮带、收卷装置、复位装置和压力传感器，打印头朝下的一端设置有凹槽，成型平台滑动设置在打印头的凹槽中，成型平台的滑动方向与打印头的滑动方向平行，皮带与打印头活动配合，皮带的一端设置在打印头的外部，皮带的另一端设置在打印头的凹槽中，设置在打印头凹槽中的皮带设置在成型平台的下方，设置在打印头凹槽中的皮带与成型平台保持平行，收卷装置固定设置在打印头的外部，收卷装置与皮带处于打印头外部的一端固定配合，皮带跟随收卷装置的正向旋转进行收卷运动，复位装置设置在打印头的凹槽中，复位装置与打印头滑动配合，复位装置与皮带处于打印头凹槽中的一端固定配合，复位装置和收卷装置分别设置在打印头上相互远离的一端，收卷装置反转时复位装置带动皮带进行水平方向的移动，压力传感器固定设置在固定座的内部，压力传感器设置在固定座远离收卷装置的一端，压力传感器设置在复位装置下方。
6.优选的，打印头包括连接端、固定外壳和直线移动装置，连接端与升降装置的输出端固定配合，固定外壳整体呈“t”型套筒状，固定外壳与连接端固定配合，固定外壳设置在连接端和树脂池之间，固定外壳的轴线与升降装置的移动方向平行，直线移动装置的数量为两个，直线移动装置固定设置在固定外壳的内壁上，两个直线移动装置在固定外壳内部呈镜像设置，直线移动装置的输出端朝向下方设置，直线移动装置的输出端与成型平台固定配合。
7.优选的，固定外壳靠近收卷装置的一端开设有长条通孔，长条通孔与皮带配合工作，长条通孔的贯通方向与成型平台的主面保持垂直。
8.优选的，收卷装置包括驱动电机、驱动辊和传动带，驱动电机固定设置在固定外壳的外部，驱动辊可旋转的设置在固定外壳的外部，驱动辊的两端均设置有齿轮，传动带的一端与驱动辊传动连接，传动带的另一端与驱动电机传动连接，皮带设置在固定外壳外部的一端与驱动辊固定配合。
9.优选的，收卷装置还包括从动辊，从动辊可旋转的设置在固定外壳内部远离压力传感器的位置，从动辊设置在成型平台的下方，从动辊的轴线与驱动辊的轴线平行，皮带与从动辊配合工作。
10.优选的，复位装置包括第一固定板和拉簧，第一固定板的数量为两个，第一固定板与固定外壳滑动配合，第一固定板的滑动方向与成型平台的主面保持平行，两个第一固定板在固定外壳内部呈镜像设置，第一固定板设置在成型平台的下方，第一固定板与皮带固定配合，拉簧设置在第一固定板远离驱动辊的一端，拉簧的轴线与第一固定板的滑动方向平行，压力传感器设置在第一固定板的下方。
11.优选的，第一固定板整体呈“l”型，复位装置还包括限位螺栓，限位螺栓设置在第一固定板上，固定外壳上开设有配合限位螺栓的第一限位长槽，第一限位长槽的长度方向与固定外壳的长度方向平行。
12.优选的，复位装置还包括第二固定板和限位柱，第二固定板的两端分别与两个第一固定板固定配合，第二固定板整体呈“u”型，第二固定板的开口端朝向靠近皮带的方向，第二固定板与压力传感器接触，限位柱与拉簧靠近皮带的一端固定配合，限位柱的轴线与拉簧的轴线平行，限位柱与第二固定板配合工作，拉簧贯穿整个第二固定板。
13.优选的，第一固定板上开设有配合限位螺栓的第二限位长槽，第二限位长槽的长度方向与成型平台的主面垂直，复位装置还包括弹簧，弹簧的数量与第一固定板的数量相等，弹簧设置在第二限位长槽中，弹簧的轴线与第二限位长槽的长度方向平行。
14.优选的，固定外壳内壁靠近第二固定板的一面上设置有第一磁片，第二固定板上设置有配合第一磁片的第二磁片。
15.本技术相比较于现有技术的有益效果是：本发明通过成型平台、皮带和复位组件配合将打印件上出现异物时垂直方向的力传递给压力传感器，通过收卷装置和复位装置使得打印工作时皮带不会遮挡成型平台实现了不影响成型平台正常工作和给予加工件压力的前提下加工件上有异物时成型平台可以停止工作的功能，从而避免了在使用过程中压力传感器到达设定数值时成型平台和打印体已经挤压一定距离，从而导致在成型平台停止工作时打印体和树脂池已经发生损坏的情况出现。
附图说明
16.图1是本技术的整体的立体示意图；图2是本技术的整体的主视图；图3是本技术的打印头的立体示意图；图4是本技术的打印头的俯视图；图5是本技术的图4的剖视示意图；图6是本技术的打印头的立体分解示意图；图7是本技术的固定外壳的立体示意图一；图8是本技术的固定外壳的立体示意图二；图9是本技术的固定外壳的立体分解示意图；图10是本技术的收卷装置的立体示意图；图11是本技术的收卷装置的立体分解示意图；图12是本技术的复位装置的立体示意图；图13是本技术的复位装置的立体分解示意图。
17.图中标号为：1-底板；2-树脂池；3-打印头；3a-连接端；3b-固定外壳；3b1-长条通孔；3b2-第一限位长槽；3b3-第一磁片；3c-直线移动装置；4-升降装置；5-成型平台；6-皮带；7-收卷装置；7a-驱动电机；7b-驱动辊；7c-传动带；7d-从动辊；8-复位装置；8a-第一固定板；8a1-第二限位长槽；8b-拉簧；8c-限位螺栓；8d-第二固定板；8d1-第二磁片；8e-限位柱；8f-弹簧；9-压力传感器。
具体实施方式
18.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
19.参见图1至图13所示，一种压力智控型光固化3d打印机，包括底板1、树脂池2、设置在树脂池2正上方的打印头3、控制打印头3升降的升降装置4和设置在打印头3底部的成型平台5，还包括皮带6、收卷装置7、复位装置8和压力传感器9，打印头3朝下的一端设置有凹槽，成型平台5滑动设置在打印头3的凹槽中，成型平台5的滑动方向与打印头3的滑动方向平行，皮带6与打印头3活动配合，皮带6的一端设置在打印头3的外部，皮带6的另一端设置在打印头3的凹槽中，设置在打印头3凹槽中的皮带6设置在成型平台5的下方，设置在打印头3凹槽中的皮带6与成型平台5保持平行，收卷装置7固定设置在打印头3的外部，收卷装置7与皮带6处于打印头3外部的一端固定配合，皮带6跟随收卷装置7的正向旋转进行收卷运动，复位装置8设置在打印头3的凹槽中，复位装置8与打印头3滑动配合，复位装置8与皮带6
处于打印头3凹槽中的一端固定配合，复位装置8和收卷装置7分别设置在打印头3上相互远离的一端，收卷装置7反转时复位装置8带动皮带6进行水平方向的移动，压力传感器9固定设置在固定座的内部，压力传感器9设置在固定座远离收卷装置7的一端，压力传感器9设置在复位装置8下方。
20.通过升降装置4控制整个打印头3沿垂直方向下移从而靠近树脂池2，此时皮带6处于拉伸状态从而使得成型平台5处于皮带6上方被充分遮挡，当打印头3移动到最低位置时成型平台5下移从而靠近处于打印头3凹槽中的皮带6继而贴合，此时成型平台5上无打印件从而皮带6上无向下的力，与皮带6固定配合的复位装置8就无法使压力传感器9发出信号，随后收卷装置7进行工作，与收卷装置7固定配合的皮带6将跟随其旋转从而进行收卷，处于成型平台5下方的皮带6将进行移动从而使得成型平台5不被遮挡，树脂池2、光源和成型平台5配合使一层光敏树脂固化成型，随后升降装置4工作带动整个打印头3上移，打印头3上移到最大距离后成型平台5上移，收卷装置7进行反方向旋转，皮带6在复位装置8的工作下进行水平方向的移动从而移动至成型平台5下方将其遮挡，当打印头3再次下移至最低位置时，此时成型平台5下移使得打印件与皮带6贴合，若是此时打印件上无异物存在则压力传感器9不工作收卷装置7工作带动皮带6移动，若是此时打印件上存在异物则会使得皮带6上承受向下的力，继而带动与皮带6固定配合的复位装置8挤压压力传感器9，压力传感器9将信号传递给配合的控制器，控制器控制整个设备停止工作，相比较于现有技术，本技术的成型平台5和皮带6配合使得加工件上出现异物时在不给予加工件压力的前提下停止加工，通过收卷装置7和复位装置8配合使得皮带6的存在不会影响到成型平台5的正常工作，从而避免了在使用过程中压力传感器9到达设定数值时成型平台5和打印体已经挤压一定距离，从而导致在成型平台5停止工作时打印体和树脂池2已经发生损坏的情况出现。
21.参见图6至图9所示：打印头3包括连接端3a、固定外壳3b和直线移动装置3c，连接端3a与升降装置4的输出端固定配合，固定外壳3b整体呈“t”型套筒状，固定外壳3b与连接端3a固定配合，固定外壳3b设置在连接端3a和树脂池2之间，固定外壳3b的轴线与升降装置4的移动方向平行，直线移动装置3c的数量为两个，直线移动装置3c固定设置在固定外壳3b的内壁上，两个直线移动装置3c在固定外壳3b内部呈镜像设置，直线移动装置3c的输出端朝向下方设置，直线移动装置3c的输出端与成型平台5固定配合。
22.通过打印头3处于最低点时直线移动装置3c工作控制成型平台5下移，当打印头3处于最高点时直线移动装置3c控制成型平台5上移，直线移动装置3c与压力传感器9之间通过控制器连接，相比较于现有技术，本技术的直线移动装置3c控制成型平台5进行垂直方向的移动从而使得成型平台5的垂直移动可以稳定进行，从而避免了成型平台5在打印头3移动过程中与皮带6发生冲突从而影响整体的打印工作。
23.参见图7至图9所示：固定外壳3b靠近收卷装置7的一端开设有长条通孔3b1，长条通孔3b1与皮带6配合工作，长条通孔3b1的贯通方向与成型平台5的主面保持垂直。
24.通过皮带6穿过长条通孔3b1进入到固定外壳3b的内部从而使得皮带6充分的成型平台5，相比较于现有技术，本技术的长条通孔3b1限定了皮带6的移动方向保证皮带6起到较好的保护效果，从而避免了皮带6不能充分的与成型平台5进行重合从而遮挡住成型平台5。
25.参见图10至图11所示：收卷装置7包括驱动电机7a、驱动辊7b和传动带7c，驱动电
机7a固定设置在固定外壳3b的外部，驱动辊7b可旋转的设置在固定外壳3b的外部，驱动辊7b的两端均设置有齿轮，传动带7c的一端与驱动辊7b传动连接，传动带7c的另一端与驱动电机7a传动连接，皮带6设置在固定外壳3b外部的一端与驱动辊7b固定配合。
26.通过驱动电机7a工作通过传动带7c带动整个驱动辊7b进行旋转，与驱动辊7b固定配合的皮带6将随着驱动辊7b的旋转从而被卷动收纳，处于成型平台5下方的皮带6将在复位装置8的配合下沿水平状态进行移动，从而使得整个成型平台5不再被皮带6遮挡保护，当驱动电机7a反转时皮带6将被释放从而跟随复位装置8移动，相比较于现有技术，本技术的驱动棍使得皮带6可以稳定的进行收卷和释放工作，从而避免了皮带6在进行移动时移动距离不充分从而与成型平台5冲突继而影响整体的打印工作。
27.参见图10至图11所示：收卷装置7还包括从动辊7d，从动辊7d可旋转的设置在固定外壳3b内部远离压力传感器9的位置，从动辊7d设置在成型平台5的下方，从动辊7d的轴线与驱动辊7b的轴线平行，皮带6与从动辊7d配合工作。
28.通过皮带6穿过长条通孔3b1后将与从而棍接触从而避免皮带6直接与固定外壳3b上的硬性面发生接触，相比较于现有技术，本技术的从动辊7d避免了皮带6与固定外壳3b上的硬性面产生摩擦的同时还确保皮带6可以与成型平台5保持平行，从而避免了皮带6长期往复移动与固定外壳3b上的硬性面发生摩擦将导致皮带6发生断裂的情况出现。
29.参见图12至图13所示：复位装置8包括第一固定板8a和拉簧8b，第一固定板8a的数量为两个，第一固定板8a与固定外壳3b滑动配合，第一固定板8a的滑动方向与成型平台5的主面保持平行，两个第一固定板8a在固定外壳3b内部呈镜像设置，第一固定板8a设置在成型平台5的下方，第一固定板8a与皮带6固定配合，拉簧8b设置在第一固定板8a远离驱动辊7b的一端，拉簧8b的轴线与第一固定板8a的滑动方向平行，压力传感器9设置在第一固定板8a的下方。
30.通过驱动电机7a进行反转工作，驱动辊7b将跟随驱动电机7a的反转工作从而进行反向旋转，此时拉簧8b将从拉伸状态转为收缩状态带动第一固定板8a沿水平方向原路返回，与第一固定板8a固定配合的皮带6一端将跟随第一固定板8a进行移动从而使得皮带6的大部分面积回到水平状态从而再次将成型平台5遮住，相比较于现有技术，本技术的第一固定板8a和拉簧8b配合工作使得收卷装置7反转时皮带6可以稳定的跟随复位装置8进行水平位移将成型平台5遮挡，从而避免了收卷装置7反转后皮带6被释放时处于打印头3内部的皮带6不进行移动。
31.参见图7和图12所示：第一固定板8a整体呈“l”型，复位装置8还包括限位螺栓8c，限位螺栓8c设置在第一固定板8a上，固定外壳3b上开设有配合限位螺栓8c的第一限位长槽3b2，第一限位长槽3b2的长度方向与固定外壳3b的长度方向平行。
32.通过第一固定板8a放入固定外壳3b内部后将限位螺栓8c从固定外壳3b的内部依次穿过第一固定板8a和第一限位长槽3b2后使用螺母将其固定，相比较于现有技术，本技术的限位螺栓8c和第一限位长槽3b2配合使得工作人员将第一固定板8a放置在固定外壳3b内部时可以从固定外壳3b的外部完成第一固定板8a的安装工作，从而避免了工作人员进行安装和拆卸时需要花费大量的时间和精力。
33.参见图12至图13所示：复位装置8还包括第二固定板8d和限位柱8e，第二固定板8d的两端分别与两个第一固定板8a固定配合，第二固定板8d整体呈“u”型，第二固定板8d的开
口端朝向靠近皮带6的方向，第二固定板8d与压力传感器9接触，限位柱8e与拉簧8b靠近皮带6的一端固定配合，限位柱8e的轴线与拉簧8b的轴线平行，限位柱8e与第二固定板8d配合工作，拉簧8b贯穿整个第二固定板8d。
34.通过第一固定板8a移动一定距离后第二固定板8d与限位柱8e接触，此时拉簧8b才开始被不断的拉长，相比较于现有技术，本技术的限位柱8e和第二固定板8d配合使得拉簧8b可以穿过第二固定板8d的同时还能与第二固定板8d配合工作，从而避免了拉簧8b的长度过长导致皮带6无法将成像玻璃完全遮挡住。
35.参见图12至图13所示：第一固定板8a上开设有配合限位螺栓8c的第二限位长槽8a1，第二限位长槽8a1的长度方向与成型平台5的主面垂直，复位装置8还包括弹簧8f，弹簧8f的数量与第一固定板8a的数量相等，弹簧8f设置在第二限位长槽8a1中，弹簧8f的轴线与第二限位长槽8a1的长度方向平行。
36.通过当加工件上的异物与皮带6接触时整个第一固定板8a将带动第二固定板8d沿垂直方向上进行移动从而使得受到的垂直方向的力充分传递给压力传感器9，相比较于现有技术，本技术的弹簧8f和第二限位长槽8a1使得第一固定板8a在受到垂直方向上的力时可以进行垂直方向的移动，从而避免了第一固定板8a受到垂直方向的力时限位螺栓8c将垂直方向上的力给分解平衡掉从而使得压力传感器9无法受到准确的压力。
37.参见图9和图13所示：固定外壳3b内壁靠近第二固定板8d的一面上设置有第一磁片3b3，第二固定板8d上设置有配合第一磁片3b3的第二磁片8d1。
38.通过拉簧8b从拉伸状态回到压缩状态时第二固定板8d移动一定距离后无法移动时第一磁片3b3和第二磁片8d1之间的磁力使得第二固定板8d移动到最大移动距离，相比较于现有技术，本技术的第一磁片3b3和第二磁片8d1配合使得拉簧8b无法工作时磁力来推动第二固定板8d进行移动，从而避免了第二固定板8d移动一定距离后将无法继续移动导致成型平台5无法被全部遮挡的情况出现。
39.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。