一种基于光固化原理的便携式3d打印设备、系统及方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于光固化原理的便携式3D打印设备、系统及方法，涉及3D打印技术领域。其特征在于，它包括：固定底座，所述固定底座中间镂空，镂空部分与打印系统大小匹配，使得打印设备可以嵌入固定底座；所述固定底座大小与树脂容器中空部分大小匹配，使得固定底座可以嵌入树脂容器；所述树脂容器中空部分大小也与打印控制台上的控制板大小匹配，使得打印控制台上的控制板可以嵌入树脂容器，且自由地在树脂容器的中空部分中上下活动。本发明提供了一种便携式3D打印设备、系统及方法，该设备、系统及方法具有构造简单、成本低、造价便宜、打印方便、巧妙的利用了智能手机作为打印系统，实用性非常强。
【专利说明】
一种基于光固化原理的便携式3D打印设备、系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种基于光固化原理的便携式3D打印设备、系统及方法。
【背景技术】
[0002]3D打印技术是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
[0003]3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
[0004]现有的3D打印设备大都造价高昂，结构复杂，使用起来并不方便。而且，由于其高昂的价格，也让很多普通人对于3D打印设备望而却步，不利于整个3D打印技术的发展。
[0005]此外，由于3D打印设备的专用型，使得打印设备仅仅只能用来进行3D打印，不仅造成了制造成本的偏高，也造成了资源的浪费。如果能将日常使用的设备应用于3D答应设备，起到打印的是主要工作，而将一些简单的硬件单独出售，这将大大提高资源的利用率，也让3D打印的普及更加迅速。
[0006]最后，3D打印设备由于其行业标准和规范化一直处于争议阶段，导致了整个行业发展受阻。如果能利用现有的工业制造标准作为3D打印的标准，将大大促进3D行业的发展和进步。
【发明内容】
[0007]鉴于此，本发明提供了一种基于光固化原理的便携式3D打印设备、系统及方法，该设备、系统和方法具有:结构简单、造价低廉，使用手机作为打印设备、采用数控编码G-CODE控制3D打印过程，更加规范化和标准化等优点。
[0008]本发明采用的技术方案如下:
一种基于光固化原理的便携式3D打印设备，其特征在于，它包括:固定底座1，所述固定底座I中间镂空，镂空部分与打印系统大小匹配，使得打印设备可以嵌入固定底座;所述固定底座I大小与树脂容器2中空部分3大小匹配，使得固定底座I可以嵌入树脂容器;所述树脂容器2中空部分大小也与打印控制台4上的控制板5大小匹配，使得打印控制台上的控制板可以嵌入树脂容器，且自由地在树脂容器的中空部分中上下活动。
[0009]该设备的体型较小，便于携带，且只有简单的硬件设备组成，组装非常方便。
[0010]所述打印系统包括:处理单元、光感单元、编码单元和控制单元;所述处理单元与光感单元、编码单元和控制单元信号连接，用于处理来自控制单元的控制命令，控制光感单元和编码单元的运行状态，从而实现对整个打印过程的控制;所述光感单元用于控制根据处理单元发送过来的控制命令生成不同的光学图案，从而控制光感树脂形成特定形状，实现3D打印功能;所述编码单元用于生成3D打印目标图形的G-CODE代码。
[0011 ]采用G-CODE代码，进行光感控制，实现3D打印的数字控制，加快了打印速度。
[0012]所述光感单元包括:发光模块和光感控制模块;所述发光模块信号连接于光感控制模块，用于根据光感控制模块的控制命令发出不同的光;所述光感控制模块，分别信号连接于发光模块和处理单元，用于根据处理单元发送过来的控制命令控制光感控制模块发出不同的光。
[0013]所述编码单元包括:解析模块和代码生成模块;所述解析模块，分别信号连接于处理单元和代码生成模块，用于对处理单元发送过来的图形信息进行解析，分解成二进制代码，将分解后的二进制代码发送至代码生成模块;所述代码生成模块用于将解析模块发送过来的二进制代码进行处理，生成相对应的G-CODE代码。
[0014]所述控制单元包括:图像录入模块、图像存储模块和图像选择模块;所述图像录入模块信号连接于图像存储模块，用于录入外部设备的图像，将图像发送至图像存储模块;所述图像存储模块分别信号连接于图像录入模块和图像选择模块，用于将图像录入模块发送过来的图像进行存储;所述图像选择模块，分别信号连接于图像存储模块和处理单元，用于对图像存储单元中存储的图像进行选择，将选择好的图像发送至图像处理单元。
[0015]所述处理单元包括:数据传输模块、缓存模块和中央处理模块;所述数据传输模块分别信号连接于光感单元、编码单元和控制单元和中央处理模块，用于接收来自系统中其他单元的信息，将这些信息发送至中央处理模块;所述缓存模块信号连接于中央处理模块，用于临时存储编码单元发送过来的G-CODE代码;所述中央处理单元，用于对整个系统进行控制。
[0016]所述打印系统为智能手机和安装于智能手机上的应用程序。
[0017]实现了将智能手机作为打印系统，降低了成本，也让整个打印设备的实用性更强。
[0018]如权利要求1至7之一所述的3D打印设备的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
步骤1:在打印系统中选择好需要打印的图像；
步骤2:将打印系统放置入固定底座内；
步骤3:将树脂容器罩住放置有打印系统的固定底座；
步骤4:将光感树脂注入树脂容器；
步骤5:将打印控制台罩住树脂容器，使得打印控制台上的控制板能够在树脂容器中自由地上下移动。
[0019]步骤6:打印系统根据G-CODE代码发出不同的光信息，使得光感树脂在光照射下不断成形，且随着打印控制板的控制，实现逐层打印，最终打印出完整的3D打印产品。
[0020]采用以上技术方案，本发明产生了以下有益效果:
1、造价低廉:本发明中的3D打印设备结构简单，制造起来非常方便。不同于大型3D打印设备的复杂性，本发明的打印设备仅仅有四个部分组成:打印系统、打印控制台、树脂容器和固定底座，其中，打印系统甚至可以有手机和安装于手机上的应用程序构成。大大降低了制造成本。
[0021]2、数控3D打印:将工业上数控的方法应用于3D打印上，利用现行标准，使得整个设备更加规范化和标准化，不仅让制造商更容易制造，节约制造成本，同事也对整个3D打印行业的促进做出了贡献。
[0022]3、手机作为打印系统:本发明巧妙的将手机作为3D打印系统中的打印部分和控制部分，不仅拓展了手机的使用功能，也降低了整个打印设备的制作成本。主体部分将无须制作专门的打印处理器，而且，由于智能手机的普及率相当高，进一步的借用了智能手机的优势将整个3D打印设备进行普及。大大增强了设备的普及率。
【附图说明】
[0023]图1是本发明的一种基于光固化原理的便携式3D打印设备的固定底座结构示意图。
[0024]图2是本发明的一种基于光固化原理的便携式3D打印设备的树脂容器结构示意图。
[0025]图3是本发明的一种基于光固化原理的便携式3D打印设备的打印控制台结构示意图。
[0026]图4是本发明的一种基于光固化原理的便携式3D打印设备的系统结构意图。
【具体实施方式】
[0027]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0028]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0029]本发明实施例1中提供了一种便携式3D打印设备、系统及方法，设备结构示意图如图1、图2、图3所示;系统结构示意图如图1所示:
一种基于光固化原理的便携式3D打印设备，其特征在于，它包括:固定底座1，所述固定底座I中间镂空，镂空部分与打印系统大小匹配，使得打印设备可以嵌入固定底座;所述固定底座I大小与树脂容器2中空部分3大小匹配，使得固定底座I可以嵌入树脂容器;所述树脂容器2中空部分大小也与打印控制台4上的控制板5大小匹配，使得打印控制台上的控制板可以嵌入树脂容器，且自由地在树脂容器的中空部分中上下活动。
[0030]该设备的体型较小，便于携带，且只有简单的硬件设备组成，组装非常方便。
[0031]所述打印系统包括:处理单元、光感单元、编码单元和控制单元;所述处理单元与光感单元、编码单元和控制单元信号连接，用于处理来自控制单元的控制命令，控制光感单元和编码单元的运行状态，从而实现对整个打印过程的控制;所述光感单元用于控制根据处理单元发送过来的控制命令生成不同的光学图案，从而控制光感树脂形成特定形状，实现3D打印功能;所述编码单元用于生成3D打印目标图形的G-CODE代码。
[0032]采用G-CODE代码，进行光感控制，实现3D打印的数字控制，加快了打印速度。
[0033]所述光感单元包括:发光模块和光感控制模块;所述发光模块信号连接于光感控制模块，用于根据光感控制模块的控制命令发出不同的光;所述光感控制模块，分别信号连接于发光模块和处理单元，用于根据处理单元发送过来的控制命令控制光感控制模块发出不同的光。
[0034]所述编码单元包括:解析模块和代码生成模块;所述解析模块，分别信号连接于处理单元和代码生成模块，用于对处理单元发送过来的图形信息进行解析，分解成二进制代码，将分解后的二进制代码发送至代码生成模块;所述代码生成模块用于将解析模块发送过来的二进制代码进行处理，生成相对应的G-CODE代码。
[0035]所述控制单元包括:图像录入模块、图像存储模块和图像选择模块;所述图像录入模块信号连接于图像存储模块，用于录入外部设备的图像，将图像发送至图像存储模块;所述图像存储模块分别信号连接于图像录入模块和图像选择模块，用于将图像录入模块发送过来的图像进行存储;所述图像选择模块，分别信号连接于图像存储模块和处理单元，用于对图像存储单元中存储的图像进行选择，将选择好的图像发送至图像处理单元。
[0036]所述处理单元包括:数据传输模块、缓存模块和中央处理模块;所述数据传输模块分别信号连接于光感单元、编码单元和控制单元和中央处理模块，用于接收来自系统中其他单元的信息，将这些信息发送至中央处理模块;所述缓存模块信号连接于中央处理模块，用于临时存储编码单元发送过来的G-CODE代码;所述中央处理单元，用于对整个系统进行控制。
[0037]所述打印系统为智能手机和安装于智能手机上的应用程序。
[0038]实现了将智能手机作为打印系统，降低了成本，也让整个打印设备的实用性更强。
[0039]如权利要求1至7之一所述的3D打印设备的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
步骤1:在打印系统中选择好需要打印的图像；
步骤2:将打印系统放置入固定底座内；
步骤3:将树脂容器罩住放置有打印系统的固定底座；
步骤4:将光感树脂注入树脂容器；
步骤5:将打印控制台罩住树脂容器，使得打印控制台上的控制板能够在树脂容器中自由地上下移动。
[0040]步骤6:打印系统根据G-CODE代码发出不同的光信息，使得光感树脂在光照射下不断成形，且随着打印控制板的控制，实现逐层打印，最终打印出完整的3D打印产品。
[0041]本发明实施例2中提供了一种便携式3D打印设备、系统及方法，设备结构示意图如图1、图2、图3所示;系统结构示意图如图1所示:
一种基于光固化原理的便携式3D打印设备，其特征在于，它包括:固定底座1，所述固定底座I中间镂空，镂空部分与打印系统大小匹配，使得打印设备可以嵌入固定底座;所述固定底座I大小与树脂容器2中空部分3大小匹配，使得固定底座I可以嵌入树脂容器;所述树脂容器2中空部分大小也与打印控制台4上的控制板5大小匹配，使得打印控制台上的控制板可以嵌入树脂容器，且自由地在树脂容器的中空部分中上下活动。
[0042]该设备的体型较小，便于携带，且只有简单的硬件设备组成，组装非常方便。
[0043]所述打印系统包括:处理单元、光感单元、编码单元和控制单元;所述处理单元与光感单元、编码单元和控制单元信号连接，用于处理来自控制单元的控制命令，控制光感单元和编码单元的运行状态，从而实现对整个打印过程的控制;所述光感单元用于控制根据处理单元发送过来的控制命令生成不同的光学图案，从而控制光感树脂形成特定形状，实现3D打印功能;所述编码单元用于生成3D打印目标图形的G-CODE代码。
[0044]采用G-CODE代码，进行光感控制，实现3D打印的数字控制，加快了打印速度。
[0045]所述光感单元包括:发光模块和光感控制模块;所述发光模块信号连接于光感控制模块，用于根据光感控制模块的控制命令发出不同的光;所述光感控制模块，分别信号连接于发光模块和处理单元，用于根据处理单元发送过来的控制命令控制光感控制模块发出不同的光。
[0046]所述编码单元包括:解析模块和代码生成模块;所述解析模块，分别信号连接于处理单元和代码生成模块，用于对处理单元发送过来的图形信息进行解析，分解成二进制代码，将分解后的二进制代码发送至代码生成模块;所述代码生成模块用于将解析模块发送过来的二进制代码进行处理，生成相对应的G-CODE代码。
[0047]所述控制单元包括:图像录入模块、图像存储模块和图像选择模块;所述图像录入模块信号连接于图像存储模块，用于录入外部设备的图像，将图像发送至图像存储模块;所述图像存储模块分别信号连接于图像录入模块和图像选择模块，用于将图像录入模块发送过来的图像进行存储;所述图像选择模块，分别信号连接于图像存储模块和处理单元，用于对图像存储单元中存储的图像进行选择，将选择好的图像发送至图像处理单元。
[0048]所述处理单元包括:数据传输模块、缓存模块和中央处理模块;所述数据传输模块分别信号连接于光感单元、编码单元和控制单元和中央处理模块，用于接收来自系统中其他单元的信息，将这些信息发送至中央处理模块;所述缓存模块信号连接于中央处理模块，用于临时存储编码单元发送过来的G-CODE代码;所述中央处理单元，用于对整个系统进行控制。
[0049]所述打印系统为智能手机和安装于智能手机上的应用程序。
[0050]实现了将智能手机作为打印系统，降低了成本，也让整个打印设备的实用性更强。
[0051]如权利要求1至7之一所述的3D打印设备的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
步骤1:在打印系统中选择好需要打印的图像；
步骤2:将打印系统放置入固定底座内；
步骤3:将树脂容器罩住放置有打印系统的固定底座；
步骤4:将光感树脂注入树脂容器；
步骤5:将打印控制台罩住树脂容器，使得打印控制台上的控制板能够在树脂容器中自由地上下移动。
[0052]步骤6:打印系统根据G-CODE代码发出不同的光信息，使得光感树脂在光照射下不断成形，且随着打印控制板的控制，实现逐层打印，最终打印出完整的3D打印产品。
[0053]本发明实施例3中提供了一种侦查机器人及其系统，系统结构如图1所示:
一种基于光固化原理的便携式3D打印设备，其特征在于，它包括:固定底座1，所述固定底座I中间镂空，镂空部分与打印系统大小匹配，使得打印设备可以嵌入固定底座;所述固定底座I大小与树脂容器2中空部分3大小匹配，使得固定底座I可以嵌入树脂容器;所述树脂容器2中空部分大小也与打印控制台4上的控制板5大小匹配，使得打印控制台上的控制板可以嵌入树脂容器，且自由地在树脂容器的中空部分中上下活动。
[0054]该设备的体型较小，便于携带，且只有简单的硬件设备组成，组装非常方便。
[0055]所述打印系统包括:处理单元、光感单元、编码单元和控制单元;所述处理单元与光感单元、编码单元和控制单元信号连接，用于处理来自控制单元的控制命令，控制光感单元和编码单元的运行状态，从而实现对整个打印过程的控制;所述光感单元用于控制根据处理单元发送过来的控制命令生成不同的光学图案，从而控制光感树脂形成特定形状，实现3D打印功能;所述编码单元用于生成3D打印目标图形的G-CODE代码。
[0056]采用G-CODE代码，进行光感控制，实现3D打印的数字控制，加快了打印速度。
[0057]所述光感单元包括:发光模块和光感控制模块;所述发光模块信号连接于光感控制模块，用于根据光感控制模块的控制命令发出不同的光;所述光感控制模块，分别信号连接于发光模块和处理单元，用于根据处理单元发送过来的控制命令控制光感控制模块发出不同的光。
[0058]所述编码单元包括:解析模块和代码生成模块;所述解析模块，分别信号连接于处理单元和代码生成模块，用于对处理单元发送过来的图形信息进行解析，分解成二进制代码，将分解后的二进制代码发送至代码生成模块;所述代码生成模块用于将解析模块发送过来的二进制代码进行处理，生成相对应的G-CODE代码。
[0059]所述控制单元包括:图像录入模块、图像存储模块和图像选择模块;所述图像录入模块信号连接于图像存储模块，用于录入外部设备的图像，将图像发送至图像存储模块;所述图像存储模块分别信号连接于图像录入模块和图像选择模块，用于将图像录入模块发送过来的图像进行存储;所述图像选择模块，分别信号连接于图像存储模块和处理单元，用于对图像存储单元中存储的图像进行选择，将选择好的图像发送至图像处理单元。
[0060]所述处理单元包括:数据传输模块、缓存模块和中央处理模块;所述数据传输模块分别信号连接于光感单元、编码单元和控制单元和中央处理模块，用于接收来自系统中其他单元的信息，将这些信息发送至中央处理模块;所述缓存模块信号连接于中央处理模块，用于临时存储编码单元发送过来的G-CODE代码;所述中央处理单元，用于对整个系统进行控制。
[0061]所述打印系统为智能手机和安装于智能手机上的应用程序。
[0062]实现了将智能手机作为打印系统，降低了成本，也让整个打印设备的实用性更强。
[0063]如权利要求1至7之一所述的3D打印设备的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
步骤1:在打印系统中选择好需要打印的图像；
步骤2:将打印系统放置入固定底座内；
步骤3:将树脂容器罩住放置有打印系统的固定底座；
步骤4:将光感树脂注入树脂容器；
步骤5:将打印控制台罩住树脂容器，使得打印控制台上的控制板能够在树脂容器中自由地上下移动。
[0064]步骤6:打印系统根据G-CODE代码发出不同的光信息，使得光感树脂在光照射下不断成形，且随着打印控制板的控制，实现逐层打印，最终打印出完整的3D打印产品。
[0065]本发明中的3D打印设备结构简单，制造起来非常方便。不同于大型3D打印设备的复杂性，本发明的打印设备仅仅有四个部分组成:打印系统、打印控制台、树脂容器和固定底座，其中，打印系统甚至可以有手机和安装于手机上的应用程序构成。大大降低了制造成本。
[0066]另外，本发明将工业上数控的方法应用于3D打印上，利用现行标准，使得整个设备更加规范化和标准化，不仅让制造商更容易制造，节约制造成本，同事也对整个3D打印行业的促进做出了贡献。
[0067]最后，本发明巧妙的将手机作为3D打印系统中的打印部分和控制部分，不仅拓展了手机的使用功能，也降低了整个打印设备的制作成本。主体部分将无须制作专门的打印处理器，而且，由于智能手机的普及率相当高，进一步的借用了智能手机的优势将整个3D打印设备进行普及。大大增强了设备的普及率。
[0068]本发明并不局限于前述的【具体实施方式】。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
【主权项】
1.一种基于光固化原理的便携式3D打印设备，其特征在于，它包括:固定底座(1)，所述固定底座(I)中间镂空，镂空部分与打印系统大小匹配，使得打印设备可以嵌入固定底座；所述固定底座(I)大小与树脂容器(2)中空部分(3)大小匹配，使得固定底座(I)可以嵌入树脂容器;所述树脂容器(2)中空部分大小也与打印控制台(4)上的控制板(5)大小匹配，使得打印控制台上的控制板可以嵌入树脂容器，且自由地在树脂容器的中空部分中上下活动。2.如权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述打印系统包括:处理单元、光感单元、编码单元和控制单元;所述处理单元与光感单元、编码单元和控制单元信号连接，用于处理来自控制单元的控制命令，控制光感单元和编码单元的运行状态，从而实现对整个打印过程的控制;所述光感单元用于控制根据处理单元发送过来的控制命令生成不同的光学图案，从而控制光感树脂形成特定形状，实现3D打印功能;所述编码单元用于生成3D打印目标图形的G-CODE代码。3.如权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，所述光感单元包括:发光模块和光感控制模块;所述发光模块信号连接于光感控制模块，用于根据光感控制模块的控制命令发出不同的光;所述光感控制模块，分别信号连接于发光模块和处理单元，用于根据处理单元发送过来的控制命令控制光感控制模块发出不同的光。4.如权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，所述编码单元包括:解析模块和代码生成模块;所述解析模块，分别信号连接于处理单元和代码生成模块，用于对处理单元发送过来的图形信息进行解析，分解成二进制代码，将分解后的二进制代码发送至代码生成模块;所述代码生成模块用于将解析模块发送过来的二进制代码进行处理，生成相对应的G-CODE 代码。5.如权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，所述控制单元包括:图像录入模块、图像存储模块和图像选择模块;所述图像录入模块信号连接于图像存储模块，用于录入外部设备的图像，将图像发送至图像存储模块;所述图像存储模块分别信号连接于图像录入模块和图像选择模块，用于将图像录入模块发送过来的图像进行存储;所述图像选择模块，分别信号连接于图像存储模块和处理单元，用于对图像存储单元中存储的图像进行选择，将选择好的图像发送至图像处理单元。6.如权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，所述处理单元包括:数据传输模块、缓存模块和中央处理模块;所述数据传输模块分别信号连接于光感单元、编码单元和控制单元和中央处理模块，用于接收来自系统中其他单元的信息，将这些信息发送至中央处理模块；所述缓存模块信号连接于中央处理模块，用于临时存储编码单元发送过来的G-CODE代码;所述中央处理单元，用于对整个系统进行控制。7.如权利要求1或2所述的3D打印设备，其特征在于，所述打印系统为智能手机和安装于智能手机上的应用程序。8.如权利要求1至7之一所述的3D打印设备的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 步骤I:在打印系统中选择好需要打印的图像； 步骤2:将打印系统放置入固定底座内； 步骤3:将树脂容器罩住放置有打印系统的固定底座； 步骤4:将光感树脂注入树脂容器； 步骤5:将打印控制台罩住树脂容器，使得打印控制台上的控制板能够在树脂容器中自由地上下移动； 步骤6:打印系统根据G-CODE代码发出不同的光信息，使得光感树脂在光照射下不断成形，且随着打印控制板的控制，实现逐层打印，最终打印出完整的3D打印产品。
【文档编号】B29C67/00GK105881904SQ201610273498
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】和占宏
【申请人】四川九鼎智远知识产权运营有限公司