本發(fā)明屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光固化成型設(shè)備及其鋪液裝置。

背景技術(shù)：

光固化快速成型，即通常所說的SLA技術(shù)，其是以光敏樹脂為原料，通過計算機控制激光按零件的各分層截面信息在液態(tài)的光敏樹脂表面進行逐點掃描，被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化，形成零件的一個薄層。一層固化完成后，工作臺下移一個層厚的距離，然后在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，直至得到三維實體模型。由于SLA技術(shù)使材料內(nèi)部發(fā)生高分子化學(xué)反應(yīng)，所以其成型尺寸精度高，可成形任意復(fù)雜形狀，成型結(jié)果比SLS更加理想，主要應(yīng)用于復(fù)雜、高精度的精細(xì)工件快速成型。

現(xiàn)有技術(shù)，為了保證打印液面的平整和穩(wěn)定，需要采用刮刀將打印液面刮平。然而，目前的刮刀雖然能夠?qū)崿F(xiàn)液面的平整，但由于液體具有很大流動性，因此在刮刀刮平后存在很大波動，需要很長時間液體才漸漸穩(wěn)定，且現(xiàn)有刮刀內(nèi)為真空吸附的液態(tài)樹脂，在打印工件表面刮動時，速度不能太快，否則會出現(xiàn)表面樹脂被帶走現(xiàn)象，所以鋪液速度和等待時間耗時長，以實現(xiàn)液面平整固化成型。因此，隨著打印層數(shù)的增加，液面穩(wěn)定的時間和鋪液時間累加起來則明顯耗時加劇，從而影響了光固化成型設(shè)備的工作效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種層鋪的鋪液方式、且可提高工作效率的光固化成型設(shè)備及其鋪液裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種光固化成型設(shè)備的鋪液裝置，包括：

具有內(nèi)腔的刮刀機構(gòu)，所述刮刀機構(gòu)兩側(cè)設(shè)有相對稱的刀片，每個刀片內(nèi)側(cè)帶有向下開口的長槽，長槽與內(nèi)腔相通，所述刮刀機構(gòu)上設(shè)有與內(nèi)腔相通的管道；

控制模塊，用于將刮刀機構(gòu)內(nèi)腔內(nèi)的氣體抽走，使得儲液缸的液體通過刮刀機構(gòu)一側(cè)的長槽抽取至內(nèi)腔并當(dāng)內(nèi)腔填充滿后停止；以及

液體推送機構(gòu)，用于當(dāng)刮刀機構(gòu)移動時，在控制模塊的控制下，使得液體通過靠近刮刀機構(gòu)移動方向一側(cè)的長槽吸入至內(nèi)腔，并經(jīng)過另一側(cè)的長槽流出以進行當(dāng)前層的鋪液。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述液體推送機構(gòu)包括動力源、傳動機構(gòu)、驅(qū)動齒輪以及與驅(qū)動齒輪相嚙合的從動齒輪，所述驅(qū)動齒輪和從動齒輪設(shè)置在刮刀機構(gòu)的內(nèi)腔中，所述動力源通過傳動機構(gòu)帶動驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動的同時帶動從動齒輪轉(zhuǎn)動，且從動齒輪的轉(zhuǎn)動方向與驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)動方向相反，以使液體通過靠近刮刀機構(gòu)移動方向一側(cè)的長槽吸入至內(nèi)腔，并經(jīng)過另一側(cè)的長槽流出以進行當(dāng)前層的鋪液。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述傳動機構(gòu)包括第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸、以及繞在第一轉(zhuǎn)軸和第二轉(zhuǎn)軸上的同步帶，所述動力源通過第一轉(zhuǎn)軸帶動同步帶運動，同步帶運動的同時帶動第二轉(zhuǎn)軸運動，第二轉(zhuǎn)軸的運動帶動驅(qū)動齒輪進行轉(zhuǎn)動。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述裝置還包括真空注入機構(gòu)，用于將刮刀機構(gòu)內(nèi)腔內(nèi)的氣體抽走。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述真空注入機構(gòu)包括真空泵、壓差表和泄壓閥，所述真空泵通過氣體管路與管道相連，所述氣體管路在靠近真空泵的末端設(shè)有一分支氣體管路，所述泄壓閥一端設(shè)置在分支氣體管路上，泄壓閥另一端用于接入外界大氣；所述壓差表用于檢測氣體管路的氣體壓力，控制模塊并根據(jù)壓差表檢測的氣體壓力值對泄壓閥進行調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)液體填充滿內(nèi)腔并直至管道中預(yù)設(shè)高度。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述真空注入機構(gòu)還包括過濾閥，所述過濾閥一端用于接入外界大氣，過濾閥的另一端通過氣體管道與泄壓閥的另一端相連，以用于對進入泄壓閥的外界大氣進行過濾。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述裝置還包括緩沖瓶，所述緩沖瓶設(shè)置在氣體管路中，用于存儲抽取過度的液體。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述管道中設(shè)有液位視窗，所述液位視窗上設(shè)有刻度線，以通過該液位視窗觀察液面高度。

作為本發(fā)明的進一步優(yōu)選方案，所述裝置還包括電磁開關(guān)閥，所述電磁開關(guān)閥設(shè)置在管道中，且位于液位視窗和內(nèi)腔之間。

本發(fā)明還提供了一種光固化成型設(shè)備，包括上述任一項所述的光固化成型設(shè)備的鋪液裝置。

本發(fā)明的光固化成型設(shè)備的鋪液裝置，通過包括：具有內(nèi)腔的刮刀機構(gòu)，所述刮刀機構(gòu)兩側(cè)設(shè)有相對稱的刀片，每個刀片內(nèi)側(cè)帶有向下開口的長槽，長槽與內(nèi)腔相通，所述刮刀機構(gòu)上設(shè)有與內(nèi)腔相通的管道；控制模塊，用于將刮刀機構(gòu)內(nèi)腔內(nèi)的氣體抽走，使得儲液缸的液體通過刮刀機構(gòu)一側(cè)的長槽抽取至內(nèi)腔并當(dāng)內(nèi)腔填充滿后停止；以及液體推送機構(gòu)，用于當(dāng)刮刀機構(gòu)移動時，在控制模塊的控制下，使得液體通過靠近刮刀機構(gòu)移動方向一側(cè)的長槽吸入至內(nèi)腔，并經(jīng)過另一側(cè)的長槽流出以進行當(dāng)前層的鋪液，使得本發(fā)明可將儲液缸表面的液體從刮刀機構(gòu)一側(cè)搬運至刮刀機構(gòu)另一側(cè)，如此便完成了表面薄層液體的快速滾動式鋪液，即形成一種蠕動式循環(huán)鋪液方式，該鋪液方式相對于傳統(tǒng)方式來說，由于為液面覆蓋方式鋪層，所以對于所鋪液體表面造成的波動較??；同時由于避免了傳統(tǒng)被動方式鋪液的方法，使得鋪層速度能實現(xiàn)數(shù)十倍的增加，減少了打印過程中的鋪液時間，從而提高了設(shè)備的工作效率。

本發(fā)明的光固化成型設(shè)備，通過包括上述光固化成型設(shè)備的鋪液裝置，使得本發(fā)明可將儲液缸表面的液體從刮刀機構(gòu)一側(cè)搬運至刮刀機構(gòu)另一側(cè)，如此便完成了表面薄層液體的快速滾動式鋪液，即形成一種蠕動式循環(huán)鋪液方式，這種鋪液方式相對于傳統(tǒng)方式來說，由于為液面覆蓋方式鋪層，所以對于所鋪液體表面造成的波動較?。煌瑫r由于避免了傳統(tǒng)被動方式鋪液的方法，使得鋪層速度能實現(xiàn)數(shù)十倍的增加，減少了打印過程中的鋪液時間，從而提高了設(shè)備的工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明光固化成型設(shè)備的鋪液裝置提供的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的仰視圖；

圖3為圖1的側(cè)視圖；

圖4為圖3的A-A剖視圖；

圖5為本發(fā)明光固化成型設(shè)備提供的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5的主視圖；

圖7為圖6的B-B剖視圖；

圖8為圖7的刮刀機構(gòu)放大圖；

圖9為圖6的液位視窗局部放大圖A。

圖中附圖標(biāo)記如下：

1、刮刀機構(gòu)，11、刀片，12、管道，13、左側(cè)長槽，14、右側(cè)長槽，15、通道，16、電磁開關(guān)閥，17、液位視窗，2、液體推送機構(gòu)，21、電機，22、第一轉(zhuǎn)軸，23、第二轉(zhuǎn)軸，24、同步帶，25、驅(qū)動齒輪，26、從動齒輪，3、真空泵，31、氣體管路，32、分支氣體管路，4、泄壓閥，5、壓差表，6、過濾閥，7、緩沖瓶，8、基板，9、提升臂，10、Z軸移動模塊、101、儲液缸。

具體實施方式

為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解并實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案，以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例做進一步詳細(xì)說明。

如圖1-圖4所示，光固化成型設(shè)備的鋪液裝置，包括：具有內(nèi)腔的刮刀機構(gòu)1，所述刮刀機構(gòu)1兩側(cè)設(shè)有相對稱的刀片11，每個刀片11內(nèi)側(cè)帶有向下開口的長槽，長槽與內(nèi)腔相通，所述刮刀機構(gòu)1上設(shè)有與內(nèi)腔相通的管道12；控制模塊，用于將刮刀機構(gòu)1內(nèi)腔內(nèi)的氣體抽走，使得儲液缸101的液體通過刮刀機構(gòu)1一側(cè)的長槽抽取至內(nèi)腔并當(dāng)內(nèi)腔填充滿后停止；以及液體推送機構(gòu)2，用于當(dāng)刮刀機構(gòu)1移動時，在控制模塊的控制下，使得液體通過靠近刮刀機構(gòu)1移動方向一側(cè)的長槽吸入至內(nèi)腔，并經(jīng)過另一側(cè)的長槽流出以進行當(dāng)前層的鋪液。

所述液體推送機構(gòu)2包括動力源、傳動機構(gòu)、驅(qū)動齒輪25以及與驅(qū)動齒輪25相嚙合的從動齒輪26，所述驅(qū)動齒輪25和從動齒輪26設(shè)置在刮刀機構(gòu)1的內(nèi)腔中，所述動力源通過傳動機構(gòu)帶動驅(qū)動齒輪25轉(zhuǎn)動，驅(qū)動齒輪25轉(zhuǎn)動的同時帶動從動齒輪26轉(zhuǎn)動，且從動齒輪26的轉(zhuǎn)動方向與驅(qū)動齒輪25的轉(zhuǎn)動方向相反，以使液體通過靠近刮刀機構(gòu)1移動方向一側(cè)的長槽吸入至內(nèi)腔，并經(jīng)過另一側(cè)的長槽流出以進行當(dāng)前層的鋪液。具體實施中，所述動力源可為電機21，當(dāng)然還可以為其它動力提供裝置，在此不做一一例舉。

如圖8所示，刮刀機構(gòu)1兩側(cè)的長槽均通過通道15與內(nèi)腔相通，以使液體通過靠近刮刀機構(gòu)1移動方向一側(cè)的長槽吸入至驅(qū)動齒輪25和從動齒輪26的中間，并通過驅(qū)動齒輪25和從動齒輪26的相對運動使得液體從另一側(cè)的長槽流出以進行當(dāng)前層的鋪液。在此需說明的是，此處雖然是采用驅(qū)動齒輪25和從動齒輪26的相對運動以實現(xiàn)液體推送的方式，但在具體實施中，其還可以通過葉片等部件實現(xiàn)液體推送，因此，本發(fā)明對此不做任何限制。

所述傳動機構(gòu)包括第一轉(zhuǎn)軸22、第二轉(zhuǎn)軸23、以及繞在第一轉(zhuǎn)軸22和第二轉(zhuǎn)軸23上的同步帶24，所述動力源通過第一轉(zhuǎn)軸22帶動同步帶24運動，同步帶24運動的同時帶動第二轉(zhuǎn)軸23運動，第二轉(zhuǎn)軸23的運動帶動驅(qū)動齒輪25進行轉(zhuǎn)動?？梢岳斫獾氖?，此處僅提供了一種傳動機構(gòu)的具體實施方案，但在具體實施中，其還可以為其它結(jié)構(gòu)的傳動機構(gòu)，如螺桿、螺母配合實現(xiàn)傳動等，在此不做一一介紹。

具體實施中，所述裝置還包括真空注入機構(gòu)，用于將刮刀機構(gòu)1內(nèi)腔內(nèi)的氣體抽走。在此需說明的是，本發(fā)明一般在刮刀機構(gòu)1進行鋪液之前，由真空注入機構(gòu)將刮刀機構(gòu)1內(nèi)腔內(nèi)的氣體抽走，以使儲液缸101的液體通過刮刀機構(gòu)1一側(cè)的長槽抽取至內(nèi)腔并當(dāng)內(nèi)腔填充滿后停止，而在后面的往返鋪液中便不需要該真空注入機構(gòu)工作，僅通過液體推送裝置進行鋪液，當(dāng)然如果刮刀機構(gòu)1密封性不太好，以使內(nèi)腔抽取的液體高度改變了，則可能需要啟動真空注入機構(gòu)工作以保證內(nèi)腔液體高度恒定不變后，再繼續(xù)進行鋪液工作。

可以理解的是，所述真空注入機構(gòu)主要由真空泵3及其輔助部件構(gòu)成，作為本發(fā)明的一優(yōu)選實施方式。圖7為圖6的B-B剖視圖，該圖中安裝了真空注入機構(gòu)，在此需說明的是，當(dāng)真空注入機構(gòu)將刮刀機構(gòu)1內(nèi)腔內(nèi)的氣體抽走后即可撤掉該真空注入機構(gòu)，即斷開氣體管路31與管道12的連接。如圖7所示，該真空注入機構(gòu)包括真空泵3、壓差表5和泄壓閥4，所述真空泵3通過氣體管路31與管道12相連，所述氣體管路31在靠近真空泵3的末端設(shè)有一分支氣體管路32，所述泄壓閥4一端設(shè)置在分支氣體管路32上，泄壓閥4另一端用于接入外界大氣；所述壓差表5用于檢測氣體管路31的氣體壓力，控制模塊并根據(jù)壓差表5檢測的氣體壓力值對泄壓閥4進行調(diào)節(jié)，確保真空控制在一定值內(nèi)，以實現(xiàn)液體填滿內(nèi)腔并直至管道12中預(yù)設(shè)高度。在具體實施中，也可以通過真空泵3配備的調(diào)速器進行真空泵3轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)氣體管路31中負(fù)壓值大小的改變，調(diào)速器與壓差表5組成控制回路，調(diào)速器根據(jù)壓差表5值的大小作相應(yīng)轉(zhuǎn)速的改變，從而實現(xiàn)實際的負(fù)壓值接近設(shè)定的負(fù)壓值，即實現(xiàn)液體填滿內(nèi)腔并直至管道12中預(yù)設(shè)高度。

優(yōu)選地，所述真空注入機構(gòu)還包括過濾閥6，所述過濾閥6一端用于接入外界大氣，過濾閥6的另一端通過氣體管道與泄壓閥4的另一端相連，以用于對進入泄壓閥4的外界大氣進行過濾，從而避免外界灰塵、雜質(zhì)等的吸入而堵塞設(shè)備器件。

通過在真空泵3的分支氣體管路32上安裝的泄壓閥4和過濾閥6進行初始調(diào)節(jié)，首先通過泄壓閥4的調(diào)節(jié)將液體（其可為液態(tài)樹脂）調(diào)節(jié)至一個預(yù)定義的高度，在后續(xù)的工作中通過對真空泵3的控制將液態(tài)樹脂控制在這個預(yù)定義的高度范圍內(nèi)，從而在使得儲液缸101內(nèi)的液態(tài)樹脂高度一直處于一個恒定值的前提下，進一步便于儲液缸101液體的補充，進而保證了打印制件厚度方向的精度。具體實施中，真空泵3的控制可通過在真空泵3內(nèi)部裝有調(diào)速器，此調(diào)速器與壓差表5形成閉環(huán)反饋，確保壓力值控制在一定范圍內(nèi)。

具體實施中，如圖6和圖9所示，所述管道12中設(shè)有液位視窗17，所述液位視窗17上設(shè)有刻度線，以使通過該液位視窗17觀察液面高度，并當(dāng)液體填滿內(nèi)腔并直至該液位視窗17的某一液面高度時停止液體抽取，在此需說明的是，其具體需達到某一刻度的液面高度，可由設(shè)計人員根據(jù)設(shè)計需求確定，在此不做任何限制。

優(yōu)選地，所述裝置還包括電磁開關(guān)閥16，所述電磁開關(guān)閥16設(shè)置在管道12中，且位于液位視窗17和內(nèi)腔之間，以使當(dāng)液體通過刮刀機構(gòu)1一側(cè)的長槽抽取至內(nèi)腔并填滿內(nèi)腔時，控制電磁開關(guān)閥16關(guān)閉，此時液態(tài)樹脂充滿刮刀機構(gòu)1內(nèi)腔，即填滿驅(qū)動齒輪25與從動齒輪26的齒輪間隙，且在該內(nèi)腔液態(tài)樹脂中不存在任何空氣，從而可以很好地保證鋪液質(zhì)量。在此需說明的是，可由人為監(jiān)測到液體上升到液位視窗17某一刻度線，即判斷液體填滿內(nèi)腔，從而實現(xiàn)下一步的液體鋪平工作，當(dāng)然也可以通過自動化技術(shù)監(jiān)測到液體是否填滿內(nèi)腔（如通過檢測氣體管路32中的負(fù)壓值從而可以換算得知液體吸?。瓷仙┑母叨?，通過液體吸取高度值可以判定液體是否填滿內(nèi)腔），并在填滿內(nèi)腔時控制電磁開關(guān)閥16關(guān)閉，從而實現(xiàn)下一步的液體鋪平。

優(yōu)選地，所述裝置還包括緩沖瓶7，所述緩沖瓶7設(shè)置在氣體管路31中，用于存儲抽取過度的液體，以避免抽取過度的液體進入到后端的精密零件而造成后端精密零件的損壞。

如圖5-圖8所示，本發(fā)明還提供了一種光固化成型設(shè)備，該設(shè)備包括上述任一實施例所述的光固化成型設(shè)備的鋪液裝置。

可以理解的是，本發(fā)明的核心是在不改變現(xiàn)有光固化成型設(shè)備大體結(jié)構(gòu)的前提下，安裝上述鋪液裝置，因此，本發(fā)明光固化成型設(shè)備的創(chuàng)新在于鋪液裝置的改進，而其它結(jié)構(gòu)，如基板8、提升臂9、Z軸移動模塊10、儲液缸101等均是參照現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，在此不做具體介紹。

為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員很好地理解并實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合上述附圖以一個具體的實施例具體闡述本發(fā)明的工作原理。

首先，為整個鋪液裝置提供一個液態(tài)樹脂預(yù)抽取系統(tǒng)，確保液態(tài)樹脂充滿刮刀機構(gòu)1內(nèi)腔、即填滿驅(qū)動齒輪25與從動齒輪26的齒輪間隙，控制電磁開關(guān)閥16在完成液態(tài)樹脂吸取動作后即關(guān)閉，使刮刀機構(gòu)1充滿并保持此段液態(tài)樹脂以使刮刀機構(gòu)1運動時處于一個內(nèi)循環(huán)腔體，此時關(guān)閉電磁開關(guān)閥16保證了液態(tài)樹脂不會泵浦到氣體管路31中。

其中，具體通過以下方式實現(xiàn)液態(tài)樹脂預(yù)抽?。?/p>

將刮刀機構(gòu)1停留在鋪液的起始位置（儲液缸101的最左端或最右端），通過開啟真空泵3，預(yù)先將液態(tài)樹脂從儲液缸101中吸入刮刀機構(gòu)1的內(nèi)腔中，通過觀測液位視窗17監(jiān)測觀察液態(tài)樹脂到達的位置，同時在真空管路中通過壓差表5檢測負(fù)壓值，這樣就保證整個內(nèi)腔充滿液態(tài)樹脂。

當(dāng)刮刀機構(gòu)1向右方向快速移動時，在控制模塊的控制下，旋轉(zhuǎn)電機21的正反轉(zhuǎn)帶動驅(qū)動齒輪25逆時鐘方向轉(zhuǎn)動，由于驅(qū)動齒輪25與從動齒輪26嚙合，因此帶動了從動齒輪26的順時鐘方向轉(zhuǎn)動，在刮刀機構(gòu)1左側(cè)刮刀的左側(cè)長槽13即為吸料口，而刮刀機構(gòu)1左側(cè)刮刀的右側(cè)長槽14即為出料口，從而將儲液缸101表面的液態(tài)樹脂從吸料口吸入，并經(jīng)過驅(qū)動齒輪25和從動齒輪26的相匹配運動，從出料口流出，即實現(xiàn)了將儲液缸101表面的液態(tài)樹脂從刮刀機構(gòu)1右側(cè)搬運至刮刀機構(gòu)1左側(cè)，如此就完成了表面薄層液態(tài)樹脂的快速滾動式鋪液，即形成一種蠕動式循環(huán)鋪液方式。當(dāng)刮刀機構(gòu)1到達終點位置時，同時停止從動齒輪26的轉(zhuǎn)動，并將此狀態(tài)保持直至打印完成準(zhǔn)備開始下一層。

同理，當(dāng)刮刀機構(gòu)1向左方向快速移動時，由于刮刀機構(gòu)1呈對稱式設(shè)計，則動作正好相反，如此就可以完成吸料與出料口的對稱互換，即實現(xiàn)了將儲液缸101表面的液態(tài)樹脂從刮刀機構(gòu)1左側(cè)搬運至刮刀機構(gòu)1右側(cè)；如果重復(fù)，則實現(xiàn)了其余各層的鋪液。該實施例極大地提高了鋪液裝置的鋪層效率，且每次刮刀機構(gòu)1的行走均是完成一次鋪液過程，不存在浪費動作。

該實施例通過設(shè)定的刮刀機構(gòu)1水平移動鋪層速度與液態(tài)推送機構(gòu)推送速度的配比從而實現(xiàn)快速鋪層，在此需說明的是，刮刀機構(gòu)1可在驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下進行上述向左或向右的移動，由于這屬于本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，因此，在本發(fā)明中對其未做具體闡述。

以上實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當(dāng)指出，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干修改和修飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。