一种光固化三维打印机的制作方法

1.本发明涉及三维打印机技术领域，具体为一种光固化三维打印机。


背景技术：

2.光固化三维打印机是利用紫外光或者其他特定波长范围内的光源照射液态光固化树脂并引发光化学反应，从而使得光源照射区域的光固化树脂由液态固化成型，通过逐层的固化即可得到待成型物体，在工业、医学以及模具制造等方面得到广泛应用。
3.目前，现有的光固化三维打印机通常都是直接将液态树脂倒入液槽中，然后通过成型平台和照射屏之间的配合，逐层照射并固化树脂，并随着成型平台的上升使物体成型完整，然后再将液槽内剩余的液态树脂进行回收，以便下次使用；
4.但是由于液槽内的液态树脂已经受到污染，所以在对其进行回收时，只能通过额外的容器进行收纳，不能再次收回装树脂的瓶中，以防止其造成瓶内污染，影响后续的成型件质量，而且由于树脂是直接倒入液槽内的，因此剩余的树脂量可能是相对较多的，进而导致后续的回收量(即回收量)是比较大的，造成一定程度上的资源浪费。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种光固化三维打印机，通过加料组件的间歇式补液，既可以达到自动补液的效果，同时还可以使液槽内的树脂量处于一个相对较少的程度，这样既可以减轻对底部照射屏上离型膜的压力，降低其变形程度，同时还可以降低后续树脂的回收量，进一步起到了节约资源的效果，解决了背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光固化三维打印机，包括工作箱、安装在工作箱顶部且可拆卸的液槽、安装在工作箱顶部用于照射树脂的照射屏、可使成型件粘附固定的成型平台以及用于驱动成型平台垂直升降的驱动组件，还包括用于向液槽内添加液态树脂的加料组件；
7.所述加料组件包括安装在工作箱顶部用于储存液态树脂的储液箱，所述液槽的外壁开设有孔，且孔内安装有进液管，所述储液箱的出液口与进液管连通，所述进液管内安装有电磁阀，且所述电磁阀随着液槽内液面高度的变化而间歇打开或关闭。
8.优选的，所述液槽的顶部安装有用于检测液槽内液面高度的液位感应器，且所述液位感应器与电磁阀电性连接，当液位感应器检测到液槽内液面低于预设值时，所述电磁阀打开，当液槽内液面达到预设值时，所述电磁阀关闭。
9.优选的，所述液槽的内壁固定有竖管，且所述竖管的底端伸入液槽内的液面之下，所述液位感应器正对于竖管内的液面。
10.优选的，所述储液箱的内底部设置为圆形内腔，且圆形内腔内安装有可转动调节的分流盘，所述分流盘的内部开设有贯穿圆心的连接通道，且所述连接通道与储液箱的上部空间连通，所述储液箱的底部连通有两个出液管，且其中一个所述出液管与进液管之间可拆卸连接，当所述分流盘转动时，所述连接通道与其中一个出液管连通。
11.优选的，所述储液箱靠近分流盘的两侧内壁均设置有凸起，且当分流盘转动使连接通道与出液管连通时，所述连接通道的端口处低于凸起。
12.优选的，还包括用于对液槽内树脂聚中的聚液组件，所述聚液组件包括两个安装在液槽内壁的聚液板，所述聚液板的底部开设有弧面，且弧面与工作箱的顶部接触，且弧面圆心处固定有滑杆，所述滑杆水平滑动安装在液槽内壁开设的滑槽内，所述聚液板靠近顶部的外壁固定有限位销，所述液槽的内壁开设有竖槽，且所述限位销竖直滑动安装在竖槽内；还包括用于驱动两个滑杆相对或相背滑动的驱动结构。
13.优选的，所述驱动结构包括安装在液槽两侧内壁的两个电动伸缩杆，且两个所述电动伸缩杆的输出端通过连接块分别与两个滑杆转动连接，所述驱动组件与液槽之间安装有用于测量二者间距的距离传感器，当所述距离传感器检测到二者间距超过预设值时，所述距离传感器控制两个电动伸缩杆的输出端伸出。
14.优选的，所述进液管低于液槽内树脂的液面。
15.优选的，还包括聚液组件，所述聚液组件包括安装在液槽内壁的环状气囊，还包括用于向环状气囊内充气的充气泵，当打印件的剩余层数达到预设值时，充气泵向环状气囊内充气。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
17.本发明通过结构之间的配合，通过加料组件的间歇式补液，既可以达到自动补液的效果，同时还可以使液槽内的树脂量处于一个相对较少的程度，这样既可以减轻对底部照射屏上离型膜的压力，降低其变形程度，同时还可以降低后续树脂的回收量，进一步起到了节约资源的效果。
附图说明
18.图1为本发明实施例一的立体图；
19.图2为本发明实施例一的主视图；
20.图3为本发明图2中沿a-a的剖视图及局部放大图；
21.图4为本发明图3视角的剖视立体图；
22.图5为本发明实施例一的左视图；
23.图6为本发明图5中沿b-b的剖视图；
24.图7为本发明液槽的剖视立体图及局部放大图；
25.图8为本发明实施例二的液槽放大立体图。
26.图中：1、工作箱；2、液槽；3、成型平台；4、驱动组件；5、透明罩；6、储液箱；7、照射屏；8、分流盘；9、连接通道；10、进液管；11、电磁阀；12、出液管；13、液位感应器；14、竖管；15、距离传感器；16、聚液板；17、滑杆；18、电动伸缩杆；19、滑槽；20、竖槽；21、限位销；22、环状气囊。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例一：
29.请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：一种光固化三维打印机，包括工作箱1、安装在工作箱1顶部且可拆卸的液槽2、安装在工作箱1顶部用于照射树脂的照射屏7、可使成型件粘覆固定的成型平台3以及用于驱动成型平台3垂直升降的驱动组件4，还包括用于向液槽2内添加液态树脂的加料组件；
30.加料组件包括安装在工作箱1顶部用于储存液态树脂的储液箱6，液槽2的外壁开设有孔，且孔内安装有进液管10，储液箱6的出液口与进液管10连通，进液管10内安装有电磁阀11，且电磁阀11随着液槽2内液面高度的变化而间歇打开或关闭。
31.该光固化三维打印机在使用时，先对成型平台3进行调平等前序准备工作，此过程为现有技术，本发明不再赘述；
32.当开始打印时，先将液态树脂倒入储液箱6中，然后通过其出液口和进液管10注入到液槽2内，并将成型平台3的底面浸没，然后当液槽2内的液面高度升高到指定高度时，此时电磁阀11关闭，停止注液，然后在工作箱1内部控制组件的控制下，照射屏7对液槽2内的光敏树脂进行照射固化，并通过驱动组件4带动成型平台3逐渐上移，以达到逐层固化成型的目的；
33.而随着树脂的固化和提高，液槽2内的液面逐渐降低，当液面低于指定高度时，此时电磁阀11打开，重新向液槽2内注入树脂，从而达到自动补液的效果，而且还可以使液槽2内的树脂量处于一个相对较少的程度，这样既可以减轻对底部照射屏7上离型膜的压力，降低其变形程度，而且虽然目前三维打印机的成功率比较高，但是还是会有失败的几率，即(成型件没有完全固定在成型平台3上，在其上升的过程中出现掉落等现象)，这样当出现失败时，即使成型件掉落也可以减少液槽2内树脂污染的量，从而进一步起到节省资源的目的。
34.同时由于液槽2内的树脂量保持在一个相对较少的状态，所以对一些长度较长的模型进行打印时，还可以减少成型后模型上残留的树脂，以便于后续打印件的清洗。
35.因为光敏树脂相对于fdm三维打印机用的abs工程材料价格昂贵，因此资源的节省是很有必要的。
36.在进一步较为优选的实施例中，液槽2的顶部安装有用于检测液槽2内液面高度的液位感应器13，且液位感应器13与电磁阀11电性连接，当液位感应器13检测到液槽2内液面低于预设值时，电磁阀11打开，当液槽2内液面到达预设值时，电磁阀11关闭。
37.具体可参看图3，通过液位感应器13来检测液槽2内的液面高度，液位感应器13可以采用红外传感器等，通过液位感应器13来实时控制电磁阀11的打开或关闭，从而可以对液槽2内及时补液，避免出现树脂不足的现象。
38.在进一步较为优选的实施例中，液槽2的内壁固定有竖管14，且竖管14的底端伸入液槽2内的液面之下，液位感应器13正对于竖管14内的液面。
39.具体可参看图3，因为竖管14与液面下连通，所以液位感应器13对竖管14内的液面进行检测即可测出液面的高度，其目的是，无论是成型平台3的升高还是进液管10的补液都会造成液槽2内的液面波动，从而导致液位感应器13出现误差，而通过设置竖管14可以极大程度地减少液面波动对检测结果的影响，从而使液面高度检测更加准确，补液也更加实时
和准确。
40.在进一步较为优选的实施例中，储液箱6的内底部设置为圆形内腔，且圆形内腔内安装有可转动调节的分流盘8，分流盘8的内部开设有贯穿圆心的连接通道9，且连接通道9与储液箱6的上部空间连通，储液箱6的底部连通有两个出液管12，且其中一个出液管12与进液管10之间可拆卸连接，当分流盘8转动时，连接通道9与其中一个出液管12连通。
41.具体可参看图3，注液期间，液态树脂倒入储液箱6后，会通过连接通道9流到出液管12内，然后再经过进液管10注入到液槽2内，当打印完毕后，此时需要对储液箱6内的树脂回收时，通过转动调节分流盘8，使其内的连接通道9与另一个出液管12连通，从而可以使其内部的残留树脂流出并回收，如果还需要使用的话，可以转动分流盘8使连接通道9与两个出液管12都不连通，直接通过储液箱6进行收纳，也可以排出收集，根据实际情况选择。
42.值得一提的是，由于储液箱6内的树脂没有进入液槽2内，因此其没有受到污染，所以在其进行回收时还可以通过出液管12倒回原来的盛装瓶内，有利于其的再次回收和便于下次使用。
43.而且由于出液管12与进液管10之间可拆卸连接，这样储液箱6就可以成套配备几组，分别用于储存不同颜色或者种类的树脂，这样当需要更换树脂时，仅需对液槽2进行清洗，然后更换储液箱6即可，减少更换时的清洁工序，提高工作效率。
44.在进一步较为优选的实施例中，储液箱6靠近分流盘8的两侧内壁均设置有凸起，且当分流盘8转动使连接通道9与出液管12连通时，连接通道9的端口处低于凸起。
45.具体可参看图3中的局部放大图，当分流盘8转动使连接通道9与出液管12连通时，连接通道9的端口处低于凸起，这样无论是在补液过程还是回收排液的过程中，储液箱6中的液体都可以从连接通道9中排尽，减少其内部残留，利于回收的同时还可以便于后续清洁工序的进行。
46.在进一步较为优选的实施例中，还包括用于对液槽2内树脂聚中的聚液组件，聚液组件包括两个安装在液槽2内壁的聚液板16，聚液板16的底部开设有弧面，且弧面与工作箱1的顶部接触，且弧面圆心处固定有滑杆17，滑杆17水平滑动安装在液槽2内壁开设的滑槽19内，聚液板16靠近顶部的外壁固定有限位销21，液槽2的内壁开设有竖槽20，且限位销21竖直滑动安装在竖槽20内；还包括用于驱动两个滑杆17相对或相背滑动的驱动结构。
47.具体可参看图6，由之前内容可知，通过加料组件的间歇式补液可以使液槽2内的树脂量处于一个相对较少的状态，而当成型件逐渐固化结束时，此时加料组件的继续加料则会使液槽2内在成型结束后，树脂量还和成型时的量相同，这样会使后续的一部分树脂与液槽2内的混合，从而造成浪费；
48.因此，在成型件即将固化结束时，此时驱动结构驱动两个滑杆17相对移动，然后滑杆17会带动聚液板16的底部向液槽2中间移动，同时其顶部的限位销21会沿着竖槽20下移，从而使聚液板16向液槽2中间移动的同时转动成倾斜状，将液槽2内的剩余树脂向中间聚集，而且由于空间的减小，液面会随之升高，这样既可以完成剩余成型件的固化，同时还可以使上述液位感应器13控制电磁阀11关闭，停止补液，从而达到了对剩余树脂充分利用的效果，进一步减少固化结束后液槽2内的树脂量，进一步达到了节省资源的效果，而且由于聚液板16处于倾斜的状态，也不会对已固化的打印件造成误触影响。
49.而且，在上述过程中，由于滑杆17位于聚液板16底部的弧面圆心处，所以聚液板16
在转动的过程中，其弧面也会始终与工作箱1的顶部接触，使其可以始终保持密闭的状态，以保证其聚液效果。
50.在进一步较为优选的实施例中，驱动结构包括安装在液槽2两侧内壁的两个电动伸缩杆18，且两个电动伸缩杆18的输出端通过连接块分别与两个滑杆17转动连接，驱动组件4与液槽2之间安装有用于测量二者间距的距离传感器15，当距离传感器15检测到二者间距超过预设值时，距离传感器15控制两个电动伸缩杆18的输出端伸出。
51.具体可参看图3，通过距离传感器15则可变相检测出成型平台3到液槽2底部的距离，这样就可以提前设置，根据需要打印物件的高度来设置，当剩余打印的高度达到一定程度时，此时距离传感器15则会感应并控制两个电动伸缩杆18的输出端伸出，从而驱动聚液板16转动，起到一个定时驱动的作用。
52.在进一步较为优选的实施例中，进液管10低于液槽2内树脂的液面。
53.进液管10低于液面可以减少补液时液面的波动，进而降低液面波动对上述液位感应器13的影响。
54.实施例二，与实施例一不同的是，提供了第二种聚液组件的实施方式；
55.在进一步较为优选的实施例中，还包括聚液组件，聚液组件包括安装在液槽2内壁的环状气囊22，还包括用于向环状气囊22内充气的充气泵，当打印件的剩余层数达到预设值时，充气泵向环状气囊22内充气。
56.具体可参看图8，当成型件固化快结束时，即(打印件的剩余层数达到预设值时)，此时充气泵向环状气囊22内充气，从而使环状气囊22膨胀，进而使液槽2的空间减小，树脂向中间聚拢，同时液面升高。
57.本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直接根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。
58.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。