本公開涉及3d打印領(lǐng)域，具體地，涉及一種光固化3d打印機(jī)及其樹脂池組件。

背景技術(shù)：

在3d(threedimensional)打印領(lǐng)域中，快速成型技術(shù)根據(jù)使用材料、成型方式等的不同可劃分為多種類別，其中較為常見的是光固化快速成型。光固化成型的原理是：利用流體狀態(tài)的光敏樹脂(uv)在光照下發(fā)生聚合反應(yīng)的特點(diǎn)，將光源按照待成型物體的截面形狀進(jìn)行照射，使流體狀態(tài)的樹脂固化成型。具體而言，光固化3d打印機(jī)通過數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備將3d打印對象的橫截面圖案一層一層地傳輸?shù)斤@示屏上，然后用相應(yīng)波長的光照射顯示屏，使得顯示屏上方的液體樹脂按照圖案一層一層的固化，最終形成指定的3d打印對象。

根據(jù)上述原理，光固化3d打印機(jī)在光固化成型過程中都要用到樹脂池。為了提高光固化成型速度，需要同時減小每層固化時間和提升光源強(qiáng)度，這將導(dǎo)致樹脂固化時釋放的熱量在短時間內(nèi)無法散播出去，熱量將堆積在樹脂池池底，使得樹脂池內(nèi)的樹脂溫度升高且呈階梯分布，越靠近樹脂池池底，溫度越高。一般而言，樹脂池池底的最高溫度會超過120°。樹脂池池底通常選用高分子透氧膜，在超過120°的高溫環(huán)境下高分子透氧膜會發(fā)生褶皺變形，使得樹脂池不能正常使用，最終會導(dǎo)致光固化成型失敗、樹脂池?fù)p壞，并由此增加了使用成本。

目前采用的光固化3d打印機(jī)在每層樹脂固化完成時都存在較長的打印間隔，以使得熱量得到散發(fā)，避免上述問題，但是這種方法導(dǎo)致3d打印機(jī)的工作效率受到極大地影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的目的是提供一種用于光固化3d打印機(jī)的樹脂池組件，該樹脂組件具有較強(qiáng)的散熱能力，可以提高3d打印固化成型的效率和質(zhì)量。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開提供一種用于光固化3d打印機(jī)的樹脂池組件，所述樹脂池組件包括用于容納樹脂材料且池底透光的池體和用于可拆卸地安裝該池體的安裝座，其中，在所述池體和所述安裝座之間設(shè)置有顯示屏，在所述顯示屏的下方設(shè)置有用于散熱的冷卻結(jié)構(gòu)。

可選地，所述冷卻結(jié)構(gòu)包括固定在所述安裝座上的冷卻基板，所述顯示屏與所述冷卻基板固定連接，使得所述顯示屏與所述冷卻基板之間形成用于冷卻液流過的流道。

可選地，所述顯示屏包括回型外周部和凸部，所述冷卻基板包括基板周部和基板凹部，所述回型外周部與所述基板周部固定連接，所述凸部嵌入所述基板凹部中，所述流道形成在所述凸部和所述基板凹部之間。

可選地，所述冷卻結(jié)構(gòu)還包括與該冷卻基板固定安裝的密封層，該密封層位于所述顯示屏和所述冷卻基板之間且與所述冷卻基板之間形成用于冷卻液流過的流道。

可選地，所述密封層為玻璃薄膜。

可選地，所述冷卻液的折射率與所述冷卻基板的折射率大致相等。

可選地，所述冷卻基板上設(shè)置有與所述流道連通的冷卻液入口和冷卻液出口，并且所述冷卻液入口與入口導(dǎo)管連通，所述冷卻液出口與出口導(dǎo)管連通。

可選地，所述流道形成為從所述冷卻基板的一端延伸到所述冷卻基板的另一端的蛇形。

可選地，所述池體包括形成為側(cè)壁的框體和形成為池底的光透層，所述光透層固定在所述框體的底面上。

本公開的另一目的是提供一種光固化3d打印機(jī)，該光固化3d打印機(jī)能夠提高3d打印固化成型效率和固化成型質(zhì)量。

為了實(shí)現(xiàn)上述另一目的，本公開提供一種光固化3d打印機(jī)，該光固化3d打印機(jī)包括用于提供冷卻液的冷卻系統(tǒng)和上述的脂池組件，所述冷卻系統(tǒng)與所述冷卻結(jié)構(gòu)連接。

本公開在顯示屏下方設(shè)置用于散熱的冷卻結(jié)構(gòu)，由此增加樹脂組件的散熱能力，使得在3d打印過程中，顯著提高了每層樹脂固化完成的時間，提高了3d打印的工作效率。另外，通過將冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)置在顯示屏的下方，可以對顯示屏和池體的形成為池底的光透層直接進(jìn)行散熱冷卻，避免了光透層因高溫而發(fā)生褶皺或變形，保證了光固化成型的成型質(zhì)量，減少了對樹脂池的損壞，進(jìn)而減少了更換樹脂池的成本。

本公開的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本公開的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本公開，但并不構(gòu)成對本公開的限制。在附圖中：

圖1是根據(jù)本公開用于光固化3d打印機(jī)的樹脂池組件的一個實(shí)施方式的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的用于光固化3d打印機(jī)的樹脂池組件處于組裝狀態(tài)的示意圖；

圖3是根據(jù)本公開用于光固化3d打印機(jī)的樹脂池組件的另一實(shí)施方式的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本公開用于光固化3d打印機(jī)的樹脂池組件中的冷卻基板的截面示意圖；

圖5是根據(jù)本公開用于光固化3d打印機(jī)的樹脂池組件的另一實(shí)施方式中僅包括顯示屏、密封層和冷卻基板沿a-a方向截取的截面示意圖；

圖6是根據(jù)本公開用于光固化3d打印機(jī)的樹脂池組件的另一實(shí)施方式中包括池體以下結(jié)構(gòu)沿垂直于a-a方向截取的截面示意圖；

圖7是根據(jù)本公開用于光固化3d打印機(jī)的樹脂池組件中池體的分解結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明

1池體2顯示屏3冷卻基板4密封層

5安裝座6鎖扣7入口導(dǎo)管8出口導(dǎo)管

11框體12光透層13回型壓條14密封件

51回型安裝部52支撐側(cè)壁3a流道3b冷卻液入口

3c冷卻液出口

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本公開的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本公開，并不用于限制本公開。

在本公開中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指附圖中的上、下、左、右，“內(nèi)、外”是指相對于部件輪廓的內(nèi)、外。

參照圖1至圖7，本公開涉及一種用于光固化3d打印機(jī)的樹脂池組件以及使用該樹脂池組件的光固化3d打印機(jī)。其中，樹脂池組件包括池體1和安裝座5，池體1用于容納樹脂材料，安裝座5用于可拆卸地安裝該池體1。即，池體1安裝在安裝座5上，以進(jìn)行3d打印，需要更換池體1時，可將池體1從安裝座5上拆下。具體的可拆卸方式如圖2所示，池體1通過鎖扣6可拆卸地安裝在安裝座5上。盡管圖2中示出的是鎖扣6的固定部固定在安裝座5上，鎖扣6安裝在該固定部上的卡合部可以相對于固定部樞轉(zhuǎn)而卡合在池體1上，但是在其他變型實(shí)施方式中，鎖扣6的固定部也可以安裝在池體1上且使卡合部與安裝座5進(jìn)行卡合，以實(shí)現(xiàn)可拆卸地安裝。本公開不對可拆卸的安裝方式進(jìn)行限制。

關(guān)于池體1的結(jié)構(gòu)，如圖7所示，可以包括形成為側(cè)壁的框體11和形成為池底的光透層12。其中，框體11可采用多種材質(zhì)制成，光透層12主要采用高分子透氧膜。在光透層12上形成有多個螺栓孔，安裝時，光透層12通過螺栓連接在框體11的底面上。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，光透層12的下方設(shè)置有回型壓條13，光透層12和框體11之間還設(shè)置有回型的密封件14，回型壓條13和密封件14上對應(yīng)地設(shè)置有孔，這樣，通過螺栓可以將密封件14、光透層12和回型壓條13三者一起固定到框體11上，從而形成密封性能良好的池體1，防止樹脂材料泄漏。對于安裝座5的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，安裝座5可以包括回型安裝部51和固定在回型安裝部51下方的支撐側(cè)壁52。回型安裝部51與池體1的框體11的尺寸相匹配，支撐側(cè)壁52對整個樹脂池組件起支撐作用?；谏鲜龀伢w1和安裝座5的具體結(jié)構(gòu)，池體1的框體11與安裝座5的回型安裝部51通過鎖扣6可拆卸地連接。當(dāng)然在變型實(shí)施方式中，鎖扣6的固定部也可以固定在支撐側(cè)壁52上。

在本公開中，池體1和安裝座5之間設(shè)置有顯示屏2，光源發(fā)出相應(yīng)波長的光照射顯示屏2并透過池體1的光透層12，使得池體1中的樹脂材料固化成型。顯示屏2例如可以包括但不限于lcd屏(liquidcrystaldisplay)、oled屏(organiclightemittingdiodedisplay)等。如前所述，熱量容易堆積在池體1的光透層12處，使光透層12變形和褶皺，從而影響固化成型效率和質(zhì)量。為此，本公開在顯示屏2下方設(shè)置有用于散熱的冷卻結(jié)構(gòu)。由于冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)置，增加了樹脂組件的散熱能力，在3d打印過程中，顯著提高了每層樹脂固化完成的時間，提高了3d打印的工作效率。另外，通過將冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)置在顯示屏2的下方，可以對顯示屏2和光透層12直接進(jìn)行散熱冷卻，避免了光透層12因高溫而發(fā)生褶皺或變形，保證了光固化成型的成型效率和質(zhì)量，減少了對樹脂池的損壞，進(jìn)而減少了更換樹脂池的成本。

對于上述冷卻結(jié)構(gòu)，可以適用于多種冷卻形式，例如可以適用于液體冷卻或氣體冷卻等。優(yōu)選地，本公開采用液體冷卻來提高冷卻效率。在具體實(shí)施方式中，本公開的冷卻結(jié)構(gòu)可以與光固化3d打印機(jī)的冷卻系統(tǒng)連接，該冷卻系統(tǒng)可以包括泵、散熱器、風(fēng)扇等部件，用于向冷卻結(jié)構(gòu)中泵送冷卻液。對于冷卻系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)等可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。

參照圖1和圖2，示出了冷卻結(jié)構(gòu)的一種布置情況。在該實(shí)施方式中，冷卻結(jié)構(gòu)包括冷卻基板3，該冷卻基板3優(yōu)選采用玻璃基板，但不限于玻璃基板。如圖5和圖6所示，冷卻基板3位于顯示屏2的下方且固定在安裝座5上。具體而言，在安裝座5包括回型安裝部51的情況下，回型安裝部51在內(nèi)側(cè)形成有臺階部，冷卻基板3的周邊可通過螺栓等固定在安裝座5的臺階部上，然后將顯示屏2與冷卻基板3固定連接，該固定連接可以為粘接，也可以采用緊固件或其他連接件來實(shí)現(xiàn)。例如，顯示屏2可以通過膠粘劑與冷卻基板3的周邊固定連接，使得顯示屏2與冷卻基板3在中間位置可以形成用于冷卻液流過的流道3a。當(dāng)然，該流道3a也可適用于冷卻氣體的流動。

參照圖4至圖6的具體結(jié)構(gòu)，顯示屏2包括回型外周部和凸部，冷卻基板3可以包括基板周部和基板凹部，該結(jié)構(gòu)下，顯示屏2的回型外周部與冷卻基板3的基板周部固定連接，顯示屏2的凸部嵌入冷卻基板3的基板凹部中，使得流道3a形成在上述凸部和基板凹部之間。更具體地說，在冷卻基板3的基板凹部中形成有朝向顯示屏2敞開的凹槽，當(dāng)顯示屏2的凸部嵌入基板凹部后，顯示屏2的凸部將上述凹槽封閉，由此形成密封的流道3a?？梢钥闯觯?dāng)冷卻液流過流道3a時將帶走熱量，實(shí)現(xiàn)降溫。

參照圖3，示出了冷卻結(jié)構(gòu)的另一種布置情況。在圖3所示的實(shí)施方式中，冷卻結(jié)構(gòu)包括冷卻基板3和密封層4。其中，冷卻基板3同樣固定在安裝座5的回型安裝部51上，密封層4則位于顯示屏2的下方且與冷卻基板3固定安裝。在該結(jié)構(gòu)下，顯示屏2的凸部仍嵌入冷卻基板3的基板凹部中，以保證安裝定位。密封層4無需與顯示屏2固定連接，但是需要與冷卻基板3密封安裝，使得密封層4與冷卻基板3之間形成用于冷卻液流過的流道3a，以實(shí)現(xiàn)降溫。與上述不包括密封層4的實(shí)施方式相比，顯示屏2無需與冷卻基板3和密封層4固定連接，這為更換顯示屏2提供了便利。另外，顯示屏2無需使用膠粘劑進(jìn)行固定，可以避免在長期使用中膠粘劑對顯示屏2的腐蝕，防止了顯示屏2因腐蝕而影響樹脂的固定成型質(zhì)量，延長了顯示屏2的使用壽命。

優(yōu)選地，密封層4可以為玻璃薄膜但不限于玻璃薄膜，只要是能夠透光且不影響打印成型質(zhì)量的密封層均可以使用。在上述實(shí)施方式中，密封層4位于顯示屏2和冷卻基板3之間，具體地夾設(shè)在顯示屏2的凸部與冷卻基板3的基板凹部之間，根據(jù)需要，密封層4也可以形成有與基板凹部上的凹槽相匹配的凸出結(jié)構(gòu)等。此外，在其他變型實(shí)施方式中，密封層4也可以固定在冷卻基板3的下方。例如，冷卻基板3的流道3a朝向下方開放，使密封層4在冷卻基板3的下方進(jìn)行密封連接。而且，在又一變型實(shí)施方式中，冷卻基板3和密封層4還可以制作成一體的形式等。由此可以看出，只要是能夠提供冷卻液散熱的冷卻結(jié)構(gòu)均應(yīng)當(dāng)落入本公開的保護(hù)范圍。其中，冷卻液的折射率優(yōu)選與冷卻基板3的折射率大致相等，以避免降低打印成品的成型精度。需要解釋的是，此處的“大致相等”是指冷卻液的折射率與冷卻基板3的折射率相等，但是在一定可接受范圍內(nèi)冷卻液的折射率也可以稍微大于或稍微小于冷卻基板3的折射率。在實(shí)際應(yīng)用中，冷卻液可以選用水或油等。

參照圖4至圖6，在冷卻基板3上設(shè)置有與流道3a連通的冷卻液入口3b和冷卻液出口3c，并且冷卻液入口3b與入口導(dǎo)管7連通，冷卻液出口3c與出口導(dǎo)管8連通。具體結(jié)構(gòu)為，入口導(dǎo)管7和出口導(dǎo)管8的一端可以分別通過管接頭連接在冷卻基板3上而與冷卻液入口3b和冷卻液出口3c。入口導(dǎo)管7和出口導(dǎo)管8的另一端可以通過管接頭與前述的冷卻系統(tǒng)連接，從而實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)向流道3a中提供冷卻液，并對回流的冷卻液進(jìn)行收集，以便于循環(huán)使用。在圖4中，流道3a的形狀為從冷卻基板3的一端延伸到冷卻基板3的另一端的蛇形?？梢岳斫?，這種設(shè)計(jì)可以盡可能地使流道3a布滿冷卻基板3，從而增加散熱面積，提高冷卻效率。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用也可以采用其他流道3a形狀，本公開不再一一列舉。

根據(jù)上述樹脂池組件的優(yōu)點(diǎn)，由于其中冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使用上述樹脂池組件的光固化3d打印機(jī)相應(yīng)具有3d打印固化成型效率高且固化成型質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，而且由于減少了顯示屏的更換頻率，因此降低了整個光固化3d打印機(jī)的使用成本。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本公開的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本公開并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本公開的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本公開的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本公開的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本公開所公開的內(nèi)容。