本實(shí)用新型涉及一種SLA型三維打印機(jī)用光源，尤其是指一種應(yīng)用于SLA型三維打印機(jī)的光源裝置。

背景技術(shù)：

快速成型是20 世紀(jì)80 年代末期產(chǎn)生和發(fā)展起來的一種新型制造技術(shù)，是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNN)、激光、新材料、精密伺服等多項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和綜合。已知的RP(Rapid Prototyping ：快速成型) 方法包括SLA(Stereo Lithography Apparatus ：立體光固化造型)、LOM(Laminated Object Manufacturing ：分層實(shí)體制造)、SLS(Selective Laser Sintering ：選擇性激光燒結(jié))、FDM(Fused Deposition Modeling ：熔融沉積造型)、3DP(Three Dimension Printing ：三維打印)、和SGC(Solid Ground Curing ：固基光敏液相)。

在以上RP(Rapid Prototyping) 方法中，發(fā)展較快、應(yīng)用較廣的是SLA。SLA 的光固化成型的原理是：光源發(fā)出的光線向上方穿過液晶面板上的二維圖像( 透光區(qū)域)，照射光敏材料，利用流體狀態(tài)的光敏樹脂在光照下發(fā)生光聚合反應(yīng)的特點(diǎn)，使流體狀態(tài)的光敏樹脂固化成型。當(dāng)一層曝光完成固化后，再進(jìn)行下一層的曝光，新固化的一層牢固地粘在前一層上，如此重復(fù)直到整個(gè)零件制造完畢。

就目前而言，現(xiàn)有的SLA型三維打印機(jī)在其向光敏材料投射光線中，光斑的大小預(yù)先設(shè)定好的，并且在進(jìn)行快速成型過程中是恒定不變的，因而無法在使用時(shí)候根據(jù)需要的成型精密度要求進(jìn)行靈活調(diào)整，因此，當(dāng)產(chǎn)品僅需要局部進(jìn)行高精度打印時(shí)，就要求光斑初始設(shè)定要細(xì)，導(dǎo)致不需要高精度打印的部分打印次數(shù)增多，能耗增大、成型時(shí)間變長，不利于提高成型效率和降低成本，因此現(xiàn)有SLA型三維打印機(jī)無法兼顧減少打印時(shí)間和提高打印精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于SLA型三維打印機(jī)的光源裝置，其主要目的在于克服現(xiàn)有SLA型三維打印機(jī)用光源無法兼顧減少打印時(shí)間和提高打印精度的缺陷。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種應(yīng)用于SLA型三維打印機(jī)的光源裝置，包括光投射單元、用于控制該光投射單元投射的光斑大小的光斑調(diào)整單元以及用于檢光斑大小的光斑檢測(cè)單元，所述光斑檢測(cè)單元的輸出端連接于一控制單元的使能端，所述光斑調(diào)整單元的使能端連接于所述控制單元的輸出端。

進(jìn)一步的，所述光斑調(diào)整單元為一用于驅(qū)動(dòng)光投射單元沿Z軸平面上進(jìn)行上下移位的升降單元。

進(jìn)一步的，所述光斑檢測(cè)單元為一用于拍攝固化面板上光線的攝像頭。

進(jìn)一步的，所述光投射單元包括一散熱架、安裝于該散熱架內(nèi)的激光源以及開設(shè)于散熱架底面中部并與激光源相通的激光孔。

進(jìn)一步的，所述升降單元包括一第一固定架、一與所述散熱架側(cè)部固定連接的第一滑動(dòng)架、一第一絲桿、一驅(qū)動(dòng)該第一絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)以及至少一第一導(dǎo)桿，所述第一滑動(dòng)架上開設(shè)有沿Z軸走向的第一螺紋孔和至少一第一導(dǎo)向孔，所述第一絲桿旋合于該第一螺紋孔上，并且其上端和下端各通過一第一軸承安裝于所述第一固定架上，每個(gè)第一導(dǎo)桿均對(duì)應(yīng)套設(shè)于對(duì)其位置相對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)向孔。

進(jìn)一步的，所述攝像頭布置于所述散熱架底面，并且其位于所述激光孔的一側(cè)。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果在于:

1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)，通過設(shè)置光斑調(diào)整單元，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)打印光斑的精準(zhǔn)調(diào)整，當(dāng)使用者導(dǎo)入3D模型后，控制單元可以預(yù)先劃定產(chǎn)品各部位需要的打印精度，從而對(duì)應(yīng)該打印精度設(shè)定光斑大小，當(dāng)產(chǎn)品局部需要高精度時(shí)，則光源裝置可以投射較細(xì)的光斑，適當(dāng)?shù)卦鲩L打印時(shí)間，從而提高打印質(zhì)量，當(dāng)產(chǎn)品局部需要的精度不高時(shí)，則光源裝置可以投射較粗的光斑，適當(dāng)?shù)靥岣叽蛴∷俣龋瑴p少能耗和成本。

2、在本實(shí)用新型中，通過設(shè)置光斑檢測(cè)單元，當(dāng)光斑調(diào)整單元投射光斑時(shí)，可以及時(shí)向控制單元反饋光斑大小，從而促使控制單元重新發(fā)出調(diào)整命令，使得實(shí)際投射的光斑大小與控制指令發(fā)出的光斑大小趨于一致，這樣不僅有利于減少誤差，提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以簡化設(shè)備精度要求，使得簡易的光斑調(diào)整單元能夠得以適用。

3、在本實(shí)用新型中，光斑調(diào)整單元是通過第一絲桿帶動(dòng)第一滑動(dòng)架來使得激光孔與光敏樹脂的液面處于不同高度，從而實(shí)現(xiàn)光斑調(diào)節(jié)，整體機(jī)構(gòu)為純機(jī)械結(jié)構(gòu)，不僅成本較低，而且無需依賴電子元器件和高精度光學(xué)元件，容易實(shí)現(xiàn)。

4、在本實(shí)用新型中，光斑檢測(cè)單元是一攝像頭，不僅元件便宜、容易采購，而且安裝方便，能夠與上述光斑調(diào)整單元完美配合。

附圖說明

圖1為實(shí)施例中SLA型三維打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例中所述自動(dòng)調(diào)平框架的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例中所述行走裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為實(shí)施例中所述行走裝置的工作示意圖。

圖5為實(shí)施例中所述光源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5。一種可調(diào)打印光斑大小的SLA型三維打印機(jī)1，包括用于容納光敏樹脂的承載體2、可上下移位地設(shè)置于該承載體2敞開口上方的固化面板3、用于向固化面板3所對(duì)應(yīng)的區(qū)域投射光線以使所述光敏樹脂固化的光源裝置4、用于控制該光源裝置4進(jìn)行XY軸平面移動(dòng)的行走裝置5、驅(qū)動(dòng)已固化有光敏樹脂的固化面板3升降的升降部件6以及用于控制所述光源裝置4、行走裝置5及所述升降部件6動(dòng)作的控制單元（圖中未示出），所述光源裝置4包括光投射單元9、用于控制該光投射單元9向固化面板3投射的光斑大小的光斑調(diào)整單元7以及用于檢測(cè)固化面板3上光斑大小的光斑檢測(cè)單元8，所述光斑檢測(cè)單元8的輸出端連接于所述控制單元（圖中未示出）的使能端，所述光斑調(diào)整單元7的使能端連接于所述控制單元（圖中未示出）的輸出端。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述光斑調(diào)整單元7為一用于驅(qū)動(dòng)光投射單元9沿Z軸平面上進(jìn)行上下移位的升降單元70。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述光斑檢測(cè)單元8為一用于拍攝固化面板3上光線的攝像頭80。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述光投射單元9包括一散熱架90、安裝于該散熱架90內(nèi)的激光源以及開設(shè)于散熱架90底面中部并與激光源相通的激光孔91，所述升降單元70包括一第一固定架71、一與所述散熱架90側(cè)部固定連接的第一滑動(dòng)架72、一第一絲桿73、一驅(qū)動(dòng)該第一絲桿73轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)74以及至少一第一導(dǎo)桿75，所述第一滑動(dòng)架72上開設(shè)有沿Z軸走向的第一螺紋孔和至少一第一導(dǎo)向孔76，所述第一絲桿73旋合于該第一螺紋孔上，并且其上端和下端各通過一第一軸承77安裝于所述第一固定架71上，每個(gè)第一導(dǎo)桿75均對(duì)應(yīng)套設(shè)于對(duì)其位置相對(duì)應(yīng)的第一導(dǎo)向孔76。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述攝像頭80布置于所述散熱架90底面，并且其位于所述激光孔91的一側(cè)。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5。還包括一自動(dòng)調(diào)平框架10，該自動(dòng)調(diào)平框架10包括一用于安裝所述承載體2的調(diào)平底座11、由該調(diào)平底座11側(cè)角位置向上延伸設(shè)置的復(fù)數(shù)根支撐柱12以及用于連接各支撐柱12上端的復(fù)數(shù)根頂梁13，所述行走裝置5安裝于頂梁13上。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述調(diào)平底座11外周緣的至少兩個(gè)位置設(shè)置有調(diào)平單元15，每個(gè)調(diào)平單元15均包括一用于帶動(dòng)調(diào)平底座11在其位置上進(jìn)行局部升降的調(diào)平絲桿（圖中未示出）、用于帶動(dòng)該調(diào)平絲桿（圖中未示出）轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)平電機(jī)152以及一用于安裝和支撐該調(diào)平絲桿（圖中未示出）末端的調(diào)平墊塊153，所述自動(dòng)調(diào)平框架10內(nèi)設(shè)置有至少一陀螺儀154，該陀螺儀154的輸出端連接于所述控制單元（圖中未示出）的使能端，各調(diào)平電機(jī)152的使能端連接于所述控制單元（圖中未示出）的輸出端。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述行走裝置5包括Y軸運(yùn)動(dòng)架50以及滑動(dòng)安裝于該Y軸運(yùn)動(dòng)架50上的X軸運(yùn)動(dòng)架51、一同步帶52、在XY軸平面上呈現(xiàn)四邊形且沿逆時(shí)針走向布置的第一主驅(qū)動(dòng)輪53、第一從導(dǎo)向輪54、第二從導(dǎo)向輪55、第二主驅(qū)動(dòng)輪56以及用于驅(qū)動(dòng)所述第一主驅(qū)動(dòng)輪53轉(zhuǎn)動(dòng)的第一行走電機(jī)530、用于驅(qū)動(dòng)所述第二主驅(qū)動(dòng)輪56轉(zhuǎn)動(dòng)的第二行走電機(jī)560，所述行走裝置5在所述X軸運(yùn)動(dòng)架51安裝位置的兩側(cè)還設(shè)置有第一張緊輪570和第二張緊輪571，所述同步帶52的第一端由第一主驅(qū)動(dòng)輪53依次固定到所述Y軸運(yùn)動(dòng)架50的第一端、繞過第一從導(dǎo)向輪54、繞過第二從導(dǎo)向輪55、固定到所述Y軸運(yùn)動(dòng)架50的第二端、繞過第二主驅(qū)動(dòng)輪56、繞過第二張緊輪571后固定到所述X軸運(yùn)動(dòng)架51的第一端，所述同步帶52的第二端由第一主驅(qū)動(dòng)輪53繞過第一張緊輪570后固定到所述X軸運(yùn)動(dòng)架51的第二端。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述行走裝置5還包括呈Y軸向平行間隔布置的兩導(dǎo)軌58，所述Y軸運(yùn)動(dòng)架50的兩側(cè)分別安裝于對(duì)應(yīng)位置導(dǎo)軌58的滑座59上。

參照?qǐng)D1、圖2、圖3、圖4和圖5。所述行走裝置5還包括第三張緊輪572和第四張緊輪573，所述同步帶52的第一端由第一主驅(qū)動(dòng)輪53依次固定到所述Y軸運(yùn)動(dòng)架50的第一端、繞過第一從導(dǎo)向輪54、繞過第三張緊輪572、繞過第四張緊輪573、繞過第二從導(dǎo)向輪55、固定到所述Y軸運(yùn)動(dòng)架50的第二端、繞過第二主驅(qū)動(dòng)輪56、繞過第二張緊輪571后固定到所述X軸運(yùn)動(dòng)架51的第一端。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果在于:

1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)，通過設(shè)置光斑調(diào)整單元7，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)打印光斑的精準(zhǔn)調(diào)整，當(dāng)使用者導(dǎo)入3D模型后，控制單元（圖中未示出）可以預(yù)先劃定產(chǎn)品各部位需要的打印精度，從而對(duì)應(yīng)該打印精度設(shè)定光斑大小，當(dāng)產(chǎn)品局部需要高精度時(shí)，則光源裝置4可以投射較細(xì)的光斑，適當(dāng)?shù)卦鲩L打印時(shí)間，從而提高打印質(zhì)量，當(dāng)產(chǎn)品局部需要的精度不高時(shí)，則光源裝置4可以投射較粗的光斑，適當(dāng)?shù)靥岣叽蛴∷俣?，減少能耗和成本。

2、在本實(shí)用新型中，通過設(shè)置光斑檢測(cè)單元8，當(dāng)光斑調(diào)整單元7投射光斑時(shí)，可以及時(shí)向控制單元（圖中未示出）反饋光斑大小，從而促使控制單元（圖中未示出）重新發(fā)出調(diào)整命令，使得實(shí)際投射的光斑大小與控制指令發(fā)出的光斑大小趨于一致，這樣不僅有利于減少誤差，提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以簡化設(shè)備精度要求，使得簡易的光斑調(diào)整單元7能夠得以適用。

3、在本實(shí)用新型中，通過設(shè)置所述自動(dòng)調(diào)平框架10，可以避免SLA型三維打印機(jī)因放置位置不平而導(dǎo)致光敏樹脂的液面與光源裝置4投射角度出現(xiàn)傾斜，降低不良產(chǎn)品出現(xiàn)概率，而且整個(gè)過程均自動(dòng)完成，不要人工調(diào)平，從而既可以減少人為操作誤差，又可以減少人工調(diào)平所帶來的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4、在本實(shí)用新型中，光斑調(diào)整單元7是通過第一絲桿73帶動(dòng)第一滑動(dòng)架72來使得激光孔91與光敏樹脂的液面處于不同高度，從而實(shí)現(xiàn)光斑調(diào)節(jié)，整體機(jī)構(gòu)為純機(jī)械結(jié)構(gòu)，不僅成本較低，而且無需依賴電子元器件和高精度光學(xué)元件，容易實(shí)現(xiàn)。

5、在本實(shí)用新型中，光斑檢測(cè)單元8是一攝像頭80，不僅元件便宜、容易采購，而且安裝方便，能夠與上述光斑調(diào)整單元7完美配合。

6、在本實(shí)用新型中，所述行走裝置5是由H形狀布置的一條同步帶52配置上兩主驅(qū)動(dòng)輪、兩從導(dǎo)向輪以及多個(gè)張緊輪即可實(shí)現(xiàn)控制X軸運(yùn)動(dòng)架51沿Y軸運(yùn)動(dòng)架50滑動(dòng)以及整個(gè)Y軸運(yùn)動(dòng)架50滑動(dòng)，使用盡量少的部件實(shí)現(xiàn)控制光源裝置4X軸向行走和Y軸向行走兩大重要功能，結(jié)構(gòu)巧妙、容易實(shí)現(xiàn)且成本較低。

上述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本實(shí)用新型保護(hù)范圍的行為。