一種高精度光固化樹脂成型的3d打印的制造方法
【專利摘要】一種高精度光固化樹脂成型的3D打印機，包括LED光源，所述的LED光源四周與上部的菲涅爾透鏡之間設(shè)置光通；所述的菲涅爾透鏡面積大小可覆蓋液晶屏，液晶屏設(shè)置在液晶屏外框中，且液晶屏上表面與液晶屏外框的上表面水平；儲液槽通過儲液槽固定框放置在液晶屏正上方；儲液槽底板為塑料薄膜材質(zhì)，并且繃緊；且在儲液槽底板上貼覆一層高透光的離型膜，該離型膜與打印后的固態(tài)樹脂易于剝離，液態(tài)樹脂存放在儲液槽中；在儲液槽的上部設(shè)置打印平臺，打印平臺上表面連接固定板，固定板與升降臂連接，升降臂固定在升降柱上，升降柱設(shè)置在升降底座上。本發(fā)明實現(xiàn)了高精度高效率的3D打印，而且結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小。
【專利說明】一種高精度光固化樹脂成型的3D打印機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種3D打印機，尤其涉及一種光固化樹脂成型的3D打印機。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在3D打印領(lǐng)域，光固化液態(tài)樹脂選擇區(qū)域固化成型技術(shù)是一個技術(shù)分支，因其高精度、高效率，將會成為未來桌面機的主流技術(shù)?，F(xiàn)有的光固化打印機分類為:1.激光繪圖成像紫外頻譜光固化技術(shù)，2.投影儀圖像化照射成型技術(shù)，3.激光掃描成像光固化技術(shù)。國內(nèi)外圍繞本領(lǐng)域申請了數(shù)十項專利，其中申請?zhí)枮?01310417401.2名稱為“一種面成型3D打印設(shè)備”的專利與本發(fā)明最為接近，該專利申請的具體結(jié)構(gòu)包括:“盛液箱，用于盛放液態(tài)的光固化材料；加工平臺，具有位于所述盛液箱中的工作位，是產(chǎn)品的成型支持平臺；驅(qū)動機構(gòu)，用于驅(qū)動所述加工平臺在所述盛液箱中上下移動；投影設(shè)備?！贝藢＠暾埖墓庠礊橥队霸O(shè)備，且投影鏡頭位于加工平臺的上方，不僅需要大功率照明燈作光源，而且在對光固化樹脂的時候，適合于光固化樹脂波長的光線含量很低，要付出很大的浪費才能使樹脂固化產(chǎn)生很小的反應(yīng)。同時，投影設(shè)備使得打印機體積增大，且打印過程中先打印產(chǎn)品最下層，然后打印平臺下降到液體里再打印上一層，這個過程中由于固化后的半成品均隨打印平臺下降到液體里，所以看不到產(chǎn)品成型的過程，同時如果打印的產(chǎn)品較高，需要有足夠深的盛液箱和液態(tài)樹脂。
[0003]同時，也有技術(shù)人員王成偉在網(wǎng)上公開了其發(fā)明的“ IXD液晶屏選擇性透光成像原理 3D 打印機成像系統(tǒng)”，網(wǎng)址為 “http://blog.sina.com.cn/s/blog_69c8f72b01017jme.html”，該公開材料將該成像系統(tǒng)原理進(jìn)行了描述，然而沒有涉及完整的3D打印機裝置，同時其公開的原理圖中光在穿過菲涅爾透鏡后的方向是錯誤的。并且對儲液槽底膜的描述不合理，其采用了比較松弛的透明薄膜結(jié)構(gòu)，且不能繃緊，然而這種結(jié)構(gòu)在實際產(chǎn)品應(yīng)用中不僅會導(dǎo)致光進(jìn)入儲液槽后發(fā)生折射，同時也沒有隔熱的效果，并且透明膜受到液體的重力作用容易在中間位置下沉，導(dǎo)致透明膜不平，影響光線直射到儲液槽內(nèi)部。因此該公開素材只是將部分原理公開，本領(lǐng)域技術(shù)人員不能按照其描述推導(dǎo)出3D打印機的結(jié)構(gòu)，因此不具有實用性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種高精度光固化樹脂成型的3D打印機，采用液晶屏選擇性透光成像原理，獨創(chuàng)性的設(shè)計了 3D打印機結(jié)構(gòu)，同時還對儲液槽低部進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計了方便調(diào)整與液晶屏平行度的打印平臺，以及精密的打印平臺升降機構(gòu)，還設(shè)計了獨創(chuàng)的新型LED光板。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:包括LED光源，LED光源背部經(jīng)熱管或熱板導(dǎo)熱后通過翅片和風(fēng)扇散熱，風(fēng)扇出風(fēng)口設(shè)置在打印機底部；LED光源為波長375— 405匪的紫外LED光源，所述的LED光源四周與上部的菲涅爾透鏡之間設(shè)置光通；
[0006]所述的菲涅爾透鏡面積大小可覆蓋液晶屏，且菲涅爾透鏡與LED光源的距離為80-90mm,菲涅爾透鏡與上部的液晶屏間距為8_10mm ；
[0007]液晶屏設(shè)置在液晶屏外框中，且液晶屏上表面與液晶屏外框的上表面水平；
[0008]液晶屏外框左右兩側(cè)的上表面還設(shè)置有儲液槽固定框；
[0009]儲液槽通過儲液槽固定框放置在液晶屏正上方；儲液槽底板為塑料薄膜材質(zhì)，并且繃緊；
[0010]且在儲液槽底板上貼覆一層高透光的離型膜，該離型膜與打印后的固態(tài)樹脂易于剝離，液態(tài)樹脂存放在儲液槽中；
[0011]在儲液槽的上部設(shè)置打印平臺，打印平臺上表面連接固定板，固定板與升降臂連接，升降臂固定在升降柱上，升降柱設(shè)置在升降底座上；
[0012]所述的打印平臺側(cè)視圖為上邊中間斷開的矩形結(jié)構(gòu)，打印平臺底板為一整個平面，用以粘接打印的產(chǎn)品頂部，打印平臺的兩側(cè)上表面設(shè)置4個上拉螺紋孔；
[0013]固定板的四角分別設(shè)置與4個上拉螺紋孔對應(yīng)的通孔，且每個通孔旁還設(shè)置4個相應(yīng)的頂緊螺紋孔；頂緊螺栓穿過頂緊螺紋孔頂?shù)酱蛴∑脚_的兩側(cè)上表面；拉筋螺栓貫穿通孔和上拉螺紋孔，與頂緊螺栓配合調(diào)整打印平臺與液晶屏平行，同時調(diào)整打印平臺與液晶屏的間隙；
[0014]固定板中間還設(shè)置若干個與升降臂限位螺栓對應(yīng)的限位孔，升降臂底板中部由外向內(nèi)開有把緊槽，在把緊槽中穿過固定螺栓用于將固定板把緊到升降臂上；通過這樣的設(shè)置打印平臺與固定板整體可方便地從升降臂上抽出或固定；
[0015]升降臂的底板兩側(cè)上方設(shè)置梯形側(cè)板，與升降臂相連的升降柱為圓形或方形。
[0016]升降柱設(shè)置在升降底座上；升降底座可以與液晶屏外框聯(lián)為一體，以保證升降臂在升降過程中不受顫動的影響始終液晶屏與垂直。
[0017]打印時先打印產(chǎn)品上部，然后逐層向下打印。每打印一層，升降臂升高一層，即固化后的樹脂在液態(tài)樹脂液面上部。
[0018]打印平臺底板為鋁合金，其對固化后的樹脂離型度大于儲液槽底部薄膜，打印每層結(jié)束后，方便地將產(chǎn)品與儲液槽底部薄膜分離，然后再將打印平臺從升降臂上取出，利用平鏟等工具將產(chǎn)品與打印平臺底板分離。
[0019]做為另一種實施方式:采用LDE光板，LED光板與面積大于液晶屏并且距離約為1mm左右，取消菲涅爾透鏡，光線直射到液晶屏，沒有光斑，不形成暗角。散熱采用高效熱板，將LDE光板和液晶屏的熱量散出。
[0020]有益效果:本發(fā)明提供了一種獨創(chuàng)的3D打印機，實現(xiàn)了高精度高效率的3D打印，而且結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小。同時本發(fā)明在打印機的具體結(jié)構(gòu)單元中的設(shè)計科學(xué)合理，打印平臺能保證與液晶屏的平行度，升降系統(tǒng)能保證升降柱與液晶屏的垂直度，打印過程溫度，精度提高。同時儲液槽底板不僅透光率高而且耐熱，保證液態(tài)樹脂的溫度不會過高，且光線直射。儲液槽底板設(shè)置的離型膜便于打印分離，具有明顯的技術(shù)進(jìn)步。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)原理側(cè)視圖。
[0022]圖2為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)原理立體圖。
[0023]圖3為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)原理側(cè)視圖。
[0024]圖中:1、散熱單元，2、導(dǎo)熱單元，3、LED光源，4、光通，5、升降底座，6、菲涅爾透鏡，7、液晶屏，8、儲液槽固定框，9、儲液槽底板，10、儲液槽，11、打印平臺，12、固定板，13、升降臂，14、升降柱，15、平面LED光板。

【具體實施方式】
[0025]實施例1:一種高精度光固化樹脂成型的3D打印機，本打印機的打印尺寸范圍160*110*200_ (長*寬*高)，采用的技術(shù)方案為:
[0026]包括LED光源3，所述的LED光源3功率為200W，規(guī)格為14串14并。LED光源3底部設(shè)置導(dǎo)熱單元2和散熱單元1，導(dǎo)熱單元2采用熱管或熱板，散熱單元I設(shè)置翅片和風(fēng)扇散熱，風(fēng)扇出風(fēng)口設(shè)置在打印機底部向外排風(fēng)。
[0027]LED光源3為波長375— 405匪的紫外LED光源，所述的LED光源3四周與上部的菲涅爾透鏡6之間設(shè)置光通4 ;光通4采用鋁合金板。
[0028]所述的菲涅爾透鏡6面積大小可覆蓋液晶屏7，且菲涅爾透鏡6與LED光源3的距離為80-90mm，菲涅爾透鏡6與上部的液晶屏7間距為8_10mm。
[0029]液晶屏7設(shè)置在液晶屏外框中，且液晶屏上表面與液晶屏外框的上表面水平。液晶屏7的分辨率為1920*1200，尺寸為10.1英寸，點距0.1mm。液晶屏的對比度70%，亮度50%。
[0030]液晶屏外框左右兩側(cè)的上表面還設(shè)置有儲液槽固定框8。
[0031]儲液槽10通過儲液槽固定框8放置在液晶屏7正上方；
[0032]儲液槽底板9為選擇透光率高、拉伸強度較高且耐熱性好的塑料薄膜材質(zhì)，并且繃緊；
[0033]選擇如透光率為95%以上，融化溫度80°C以上，拉伸強度1MPa以上的塑料薄膜材質(zhì)。
[0034]且在儲液槽底板上貼覆一層高透光的離型膜，如耐氟隆或特氟龍薄膜，該離型膜與打印后的固態(tài)樹脂易于剝離，液態(tài)樹脂存放在儲液槽10中。此種結(jié)構(gòu)儲液槽底部不僅隔熱、透光率高，而且還不易變形，光線折射率低，且產(chǎn)品在打印后容易剝離。
[0035]在儲液槽10的上部設(shè)置打印平臺11，打印平臺11上表面連接固定板12，固定板12與升降臂13連接，升降臂13固定在升降柱14上，升降柱14設(shè)置在升降底座5上。
[0036]所述的打印平臺11為中空結(jié)構(gòu)，其側(cè)視圖為上邊中間斷開的矩形結(jié)構(gòu)，打印平臺11底板為一整個平面，用以粘接打印的產(chǎn)品頂部。打印平臺11的兩側(cè)上表面設(shè)置4個上拉螺紋孔；
[0037]固定板12的四角分別設(shè)置與4個上拉螺紋孔對應(yīng)的通孔，且每個通孔旁還設(shè)置4個相應(yīng)的頂緊螺紋孔；頂緊螺栓穿過頂緊螺紋孔頂?shù)酱蛴∑脚_的兩側(cè)上表面；拉筋螺栓貫穿通孔和上拉螺紋孔，與頂緊螺栓配合調(diào)整打印平臺11底板與液晶屏7平行，同時調(diào)整打印平臺11與液晶屏7的間距。
[0038]固定板12中間還設(shè)置若干個與升降臂限位螺栓對應(yīng)的限位孔，升降臂底板中部由外向內(nèi)開有把緊槽，在把緊槽中穿過固定螺栓用于將固定板把緊到升降臂上。通過這樣的設(shè)置打印平臺11與固定板12整體可方便地從升降臂13上抽出或固定。
[0039]升降臂13的底板兩側(cè)上方設(shè)置梯形側(cè)板，與升降臂13相連的升降柱14為圓形或方形。
[0040]升降柱14設(shè)置在升降底座5上；
[0041]打印時先打印產(chǎn)品上部，然后逐層向下打印。每打印一層，升降臂13升高一層，SP固化后的樹脂在液態(tài)樹脂液面上部。
[0042]打印平臺11底板為鋁合金，其對固化后的樹脂離型度大于儲液槽底部薄膜，打印每層結(jié)束后，方便地將產(chǎn)品與儲液槽底部薄膜分離，然后再將打印平臺11從升降臂上取出，利用平鏟等工具將產(chǎn)品與打印平臺底板分離。
[0043]實施例2:
[0044]如圖3所示，做為另一種實施方式，本發(fā)明的光源采用平面LED光板15，平面LED光板15與面積大于液晶屏7，并且二者距離為1mm左右，取消菲涅爾透鏡，平面LED光板15的光線直射到液晶屏7，且本實施例基本沒有光斑，不形成暗角，光損小，打印精度提高。平面LED光板15的散熱采用導(dǎo)熱單元2和散熱單元1，導(dǎo)熱單元2采用高效熱板，將平面LDE光板15和液晶屏7的熱量散出。平面LDE光板15選擇波長375— 405匪的紫外光源。
[0045]實施例3:
[0046]做為另一種實施方式，所述的打印平臺11為中空或?qū)嵭慕Y(jié)構(gòu)，其側(cè)視圖為矩形結(jié)構(gòu)，上表面為一整個平面，打印平臺11底板也為一整個平面，用以粘接打印的產(chǎn)品頂部。打印平臺11的上表面設(shè)置4個上拉螺紋孔。
[0047]實施例4:
[0048]做為另外一種實施方式，所述的打印平臺11直接安裝在升降臂13上，取消固定板12。
[0049]實施例5:
[0050]做為另外一種實施方式，升降底座5與液晶屏外框連接為一體，以保證升降臂13在升降過程中不受顫動的影響，始終與液晶屏垂直。
【權(quán)利要求】
1.一種高精度光固化樹脂成型的3D打印機，其特征在于， 包括LED光源，LED光源背部經(jīng)熱管或熱板導(dǎo)熱后通過翅片和風(fēng)扇散熱，風(fēng)扇出風(fēng)口設(shè)置在打印機底部；LED光源為波長375— 405匪的紫外LED光源，所述的LED光源四周與上部的菲涅爾透鏡之間設(shè)置光通； 所述的菲涅爾透鏡面積大小可覆蓋液晶屏，且菲涅爾透鏡與LED光源的距離為80-90mm，菲涅爾透鏡與上部的液晶屏間距為8_10mm ； 液晶屏設(shè)置在液晶屏外框中，且液晶屏上表面與液晶屏外框的上表面水平； 液晶屏外框左右兩側(cè)的上表面還設(shè)置有儲液槽固定框； 儲液槽通過儲液槽固定框放置在液晶屏正上方；儲液槽底板為塑料薄膜材質(zhì)，并且繃緊； 且在儲液槽底板上貼覆一層高透光的離型膜，該離型膜與打印后的固態(tài)樹脂易于剝離，液態(tài)樹脂存放在儲液槽中； 在儲液槽的上部設(shè)置打印平臺，打印平臺上表面連接固定板，固定板與升降臂連接，升降臂固定在升降柱上，升降柱設(shè)置在升降底座上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高精度光固化樹脂成型的3D打印機，其特征在于， 所述的打印平臺側(cè)視圖為上邊中間斷開的矩形結(jié)構(gòu)，打印平臺底板為一整個平面，用以粘接打印的產(chǎn)品頂部，打印平臺的兩側(cè)上表面設(shè)置4個上拉螺紋孔； 固定板的四角分別設(shè)置與4個上拉螺紋孔對應(yīng)的通孔，且每個通孔旁還設(shè)置4個相應(yīng)的頂緊螺紋孔；頂緊螺栓穿過頂緊螺紋孔頂?shù)酱蛴∑脚_的兩側(cè)上表面；拉筋螺栓貫穿通孔和上拉螺紋孔，與頂緊螺栓配合調(diào)整打印平臺與液晶屏平行，同時調(diào)整打印平臺與液晶屏的間隙。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高精度光固化樹脂成型的3D打印機，其特征在于， 固定板中間還設(shè)置若干個與升降臂限位螺栓對應(yīng)的限位孔，升降臂底板中部由外向內(nèi)開有把緊槽，在把緊槽中穿過固定螺栓用于將固定板把緊到升降臂上；打印平臺與固定板整體從升降臂上抽出或固定； 升降臂的底板兩側(cè)上方設(shè)置梯形側(cè)板，與升降臂相連的升降柱為圓形或方形。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種高精度光固化樹脂成型的3D打印機，其特征在于， 升降柱設(shè)置在升降底座上；升降底座與液晶屏外框聯(lián)為一體。
【文檔編號】B29C67/00GK104325642SQ201410550832
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】青泉, 陽燁 申請人:優(yōu)克多維(大連)科技有限公司