一种新型3d打印机的制作方法
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及3D打印机技术领域，具体而言，涉及一种新型3D打印机。
【背景技术】
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[0002]使用打印机就像打印一封信:轻点电脑屏幕上的“打印”按钮，一份数字文件便被传送到一台喷墨打印机上，它将一层墨水喷到纸的表面以形成一副二维图像。而在3D打印时，软件通过电脑辅助设计技术(CAD)完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，后者会将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料。
[0003]堆叠薄层的形式有多种多样。有些3D打印机使用“喷墨”的方式。例如，一家名为Objet的以色列3D打印机公司使用打印机喷头将一层极薄的液态塑料物质喷涂在铸模托盘上，此涂层然后被置于紫外线下进行处理。之后铸模托盘下降极小的距离，以供下一层堆叠上来。另外一家总部位于美国明尼阿波利斯市的公司Stratasys使用一种叫做“熔积成型”的技术，整个流程是在喷头内熔化塑料，然后通过沉积塑料纤维的方式才形成薄层。
[0004]还有一些系统使用粉末微粒作为打印介质。粉末微粒被喷撒在铸模托盘上形成一层极薄的粉末层，然后由喷出的液态粘合剂进行固化。它也可以使用一种叫做“激光烧结”的技术熔铸成指定形状。这也正是德国E0S公司在其叠加工艺制造机上使用的技术。而瑞士的Arcam公司则是利用真空中的电子流熔化粉末微粒。以上提到的这些仅仅是许多成型方式中的一部分。当遇到包含孔洞及悬臂这样的复杂结构时，介质中就需要加入凝胶剂或其他物质以提供支撑或用来占据空间。这部分粉末不会被熔铸，最后只需用水或气流冲洗掉支撑物便可形成孔隙。如今可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质，令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。
[0005]SLA(Stereo Lithography Apparatus)技术就是激光立体雕刻技术，是机械、激光、光化学、软件、控制技术的结晶。基于光敏树脂受紫外光照射凝固的原理，计算机控制激光逐层扫描固化液态的光敏树脂，每一层固化的截面是由零件的三维CAD模型软件分层得至IJ，直至最后得到光敏树脂实物原型。光固化快速成型应该是3D打印技术中精度最高，表面也最光滑的，目前该技术最低材料层厚可以达到25微米(0.025毫米)。但是光固化快速成型技术也有两个不足，首先光敏树脂原料有一定毒性，操作人员使用时需要注意防护，其次光固化成型的原型在外观方面非常好，但是强度方面尚不能与真正的制成品相比，一般主要用于原型设计验证方面，然后通过一系列后续处理工序将快速原型转化为工业级产品。此外，SLA技术的设备成本、维护成本和材料成本都比较高，因此，基于光固化技术的3D打印机主要应用在专业领域，国内桌面领域并没有应用。
[0006]因此，急需提供一种快速成型的SLA3D打印机及其打印方法，以解决现有技术的不足。
[0007]申请号为CN201410461645.5的实用新型专利申请公开了一种快速成型的SLA3D打印机，包括SLA 3D打印机本体，SLA 3D打印机本体包括中空的柜体及沿着柜体一侧面向上延伸的支架，柜体的底面前端设有激光扫描装置，所述柜体的底面中央设有反射镜，反射镜的正上方设有树脂槽，树脂槽的底面固设有高透石英玻璃，高透石英玻璃固设于铁板上，铁板与设于柜体底面上的电机固定连接，树脂槽的正上方设有吊台，支架上设有竖直滑轨，吊台沿着所述竖直滑轨上下滑动，还公开了其打印方法。与现有技术相比，上述实用新型申请所述打印机的成型速度快;所述打印机包含消除真空力的下拉机械结构，大大提高成品率，精度高，特别适合制作精度要求高结构复杂的原型;所述打印机结构简单，操作方便，大大降低了生产成本，可以大规模推广应用。
[0008]按上述技术方案，所述打印机完成一个打印动作后，吊台沿着所述竖直滑轨上移，同时，电机带动铁板下拉，进而带动树脂槽向下移动，通过此下拉动作消除树脂槽内的真空力，然后电机带动铁板上拉，进而带动树脂槽向上移动，进行下一个打印动作。
【实用新型内容】:
[0009]本实用新型所解决的技术问题:
[0010]第一，现有技术中快速成型的SLA3D打印机，完成一个打印动作后，吊台沿着所述竖直滑轨上移，同时，电机带动铁板下拉，进而带动树脂槽向下移动，通过此下拉动作消除树脂槽内的真空力，然后电机带动铁板上拉，进而带动树脂槽向上移动，进行下一个打印动作;上述上一个打印动作至下一个打印动作之间的3D打印机的吊台动作和树脂槽升降动作彼此独立进行，控制过程复杂且不利于产品截面轮廓的树脂薄片厚度的准确控制；
[0011 ]第二，电机通过铁板开合树脂槽一次的过程，该过程若时间较短，不利于树脂槽中的液态树脂流动至吊台的正下方，即，液态树脂难以快速地填补吊台上升后所形成的空隙；该过程若时间较长，虽有利于树脂槽中的液态树脂流动至吊台的正下方以充分填补吊台上升后所形成的空隙，但是，却影响整个3D打印的效率。
[0012]为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案:
[0013]一种新型3D打印机，包括打印机本体，所述打印机本体包括中空腔室的柜体及沿着所述柜体后侧面向上延伸的第一支架，所述柜体的中空腔室的底部的前端设有激光扫描装置，所述柜体的中空腔室的底部的中央处设有反射镜，所述反射镜的正上方设有树脂槽，所述树脂槽的底面固设有高透石英玻璃，所述高透石英玻璃固设于铁板上，所述柜体的顶部设一开口，所述开口与中空腔室连通，所述树脂槽位于柜体顶部的开口中；
[0014]所述铁板的底部设有第一升降装置，第一升降装置驱动铁板升降；
[0015]所述树脂槽的正上方设有吊台，所述第一支架上设有第二升降装置，所述吊台安装在第二升降装置上，第二升降装置驱动吊台升降；
[0016]所述第一升降装置包括第一升降件、第一导向件、第一升降驱动轮、第一传动轴、第一支撑架、第一蜗轮;所述第一升降件与第一导向件配合，第一导向件安装在柜体上，第一导向件对第一升降件的升降进行导向；所述第一升降件开设水平设置的第一滑槽，所述第一升降驱动轮设有偏心的第一驱动杆，第一驱动杆与第一滑槽配合;所述第一升降驱动轮安装在水平设置的第一传动轴上，所述第一传动轴枢接在第一支撑架上，第一支撑架安装在柜体上;所述第一蜗轮安装在第一传动轴上，第一升降驱动轮和第一蜗轮分别安装在第一传动轴的前后两端处；
[0017]所述铁板安装在第一升降件上；
[0018]所述第二升降装置包括第一蜗杆、第一螺纹杆、第一滑轨、第一滑块;所述第一蜗杆与第一蜗轮啮合，第一蜗杆与第一螺纹杆首尾衔接，第一蜗杆位于第一螺纹杆的下方，首尾衔接的第一蜗杆和第一螺纹杆枢接在第一支架上;所述第一滑轨安装在第一支架上，第一滑轨竖直设置，第一滑块滑动配合在第一滑轨中，第一滑块开设与第一螺纹杆螺接的第一螺纹孔；
[0019]所述吊台安装在第一滑块上;所述第一螺纹杆联接电机；
[0020]所述打印机本体还包括树脂挤压机构，所述树脂挤压机构包括第三升降装置和挤压板;所述第三升降装置包括第三蜗杆、第三蜗轮、第三传动轴、第四蜗杆、第四蜗轮、第四螺纹杆、第四滑轨、第四滑块;所述第三蜗杆与第一螺纹杆首尾衔接，第三蜗杆位于第一螺纹杆的上方，所述第三蜗轮与第三蜗杆啮合，所述第三蜗轮安装在第三传动轴上，第三传动轴枢接在第三支撑架上，第三支撑架安装在柜体上;所述第四蜗轮安装在第三传动轴上，第四蜗杆与第四蜗轮啮合，第四蜗杆与第四螺纹杆首尾衔接，第四螺纹杆竖直设置，第四蜗杆位于第四螺纹杆的上方;所述柜体的前侧面设有向上延伸的第二支架，第一支架与第二支架前后对称设置，所述第四螺纹杆枢接在第二支架上，所述第四滑轨安装在第二支架上，所述第四滑块配合在第四滑轨中，第四滑块螺接在第四螺纹杆上;所述挤压板安装在第四滑块上；
[0021]所述树脂槽呈长方体状，树脂槽内盛有液态的光敏树脂，所述吊台呈长方体状，所述挤压板呈方形框状，所述挤压板水平设置，挤压板伸入树脂槽中且覆盖在液态的光敏树脂表面，在第二升降装置的驱动下，吊台可下降伸入呈方形框状的挤压板中。
[0022]按上述技术方案，本实用新型所述3D打印机的工作原理如下:
[0023]第一，将计算机与打印机本体连接，将设计好的三维CAD模型装载入计算机，往树脂槽内加入液态的光敏树脂，计算机内安装有上位机软件，上位机软件发出开始打印指令，控制打印机本体内的下位机软件开始工作。
[0024]第二，下位机软件控制激光扫描装置发出激光束，激光束经过反射镜反射到镜子正上方的树脂槽底部，激光扫描装置能在下位机软件的控制下，使激光束按照截面轮廓的要求沿树脂槽底部进行扫描，激光束透过树脂槽底部的高透石英玻璃与照射到的树脂槽里的光敏树脂反应，使被扫描区域的光敏树脂固化，从而得到该截面轮廓的树脂薄片。
[0025]第三，第一层树脂薄片会粘贴在从上往下贴平树脂槽底部的吊台上，然后树脂槽会在第一升降装置的驱动下开合运动一次且吊台在第二升降装置的驱动下上升一层树脂薄片的高度，与此同时，在第三升降装置的驱动下，挤压板向下移动一层树脂薄片的距离，已固化的树脂薄片就被一层新的液态树脂所覆盖，以便进行第二层激光扫描固化，新固化的一层树脂