CN104457601B - 一种用于光固化快速成型的刮刀调节方法 - Google Patents

Abstract

一种用于光固化快速成型的刮刀调节装置，该调节装置是呈“几”形块，该“几”形块具有A面、B面、C面和D面，所述的B面是所述“几”形块一侧脚部上平面，所述的C面是所述“几”形块另一侧脚部上平面，与所述的B面位于同一个平面，所述的D面是所述“几”形块脚部底平面，所述的A面是所述“几”形块身内平面，所述的呈“几”形块的调节装置可跨安装于所述的用于光固化快速成型的刮刀上端面上，所述A面贴紧所述刮刀的外侧面，所述B面和C面位于所述刮刀的两侧，接近F面，F面是光固化快速成型中的光敏材料液面。

Description

一种用于光固化快速成型的刮刀调节方法

技术领域

本发明属于快速成型技术领域，特别涉及一种用于光固化快速成型的刮刀调节装置及方法。

背景技术

光固化快速成型技术是典型的逐层制造法，采用液态光敏树脂为原料，紫外激光器在计算机的控制下根据零件的分层截面信息，在光敏树脂等相应材料的液面上进行逐点扫描，被扫描区域的树脂经过光聚合反应而固化，形成零件的一个分层截面，一层固化好之后，升降工作平台下降一个分层厚的距离，以便在先前固化好的零件分层截面上重新涂抹一层新的液态树脂，然后计算机控制激光器再扫描下一分层截面，层与层之间也因此而紧密连接在一起没有缝隙。如此反复直至整个零件成型。利用该方法可制作任意复杂结构的样件。

在成型过程中，当完成一层树脂的固化后，承载加工件的升降工作台在电机的驱动下，带动其下降一个层厚的高度，由于树脂的粘滞性，工作台下降会导致树脂槽中的树脂液面产生扰动，此时需借助一个可作水平运动的刮平装置来加速树脂液面的流平。

目前较常见的刮平装置是带有负压吸附空腔的刮刀，如图2所示，利用负压原理时需要调整刮刀的刀口端面位置与树脂液面间保留有一个0.1mm-0.2mm 的间隙(图7中的h)，利用负压原理和树脂表面的张力毛细现象使刮刀的空腔存有一定量的树脂，随着刮刀的运动，可利用刮刀的刀口将工件上未固化树脂凸出的部分刮平，利用刮刀空腔将凹陷的部分填平。但是，若该间隙h值过小或h<0，则大量树脂被吸入刮刀空腔，严重影响成型制件的单层精度；反之，若该间隙h值过大，则刮刀的刮平作用降低，同样影响制件的成型精度。

现有结构形式的刮刀存在的主要问题在于：刮刀的刀口端面与树脂液面间0.1mm-0.2mm的间隙难以保证，目前的检测方法如图1所示，在刮刀1两端的左右侧面均有一个探针固定座2，依靠人眼观测探针3的针尖与液面之间的距离来判断刮刀刀口与树脂液面间的间隙，很显然利用该方法，存在误差是难以避免的。上述问题必然影响后续成型制品的成型精度。

发明内容

针对上述描述中关于现有刮刀结构中存在的刮刀刀口位置与树脂液面之间的间隙难以检测的现象，本发明的主要目的在于提出了一种新的检测装置和方法，利用该方法不仅可以检测刮刀刀口位置与树脂液面之间的间隙还可以检测刮刀的水平度。

本发明的技术方案是，一种用于光固化快速成型的刮刀调节装置，该调节装置是呈“几”形块，该“几”形块具有A面、B面、C面和D面，

所述的B面是所述“几”形块一侧脚部上平面，

所述的C面是所述“几”形块另一侧脚部上平面，与所述的B面位于同一个平面，

所述的D面是所述“几”形块脚部底平面，

所述的A面是所述“几”形块身内平面，

所述的呈“几”形块的调节装置可跨安装于所述的用于光固化快速成型的刮刀上端面上，所述A面贴紧所述刮刀的外侧面，所述B面和C面位于所述刮刀的两侧，接近F面，

F面是光固化快速成型中的光敏材料液面。

一种用于光固化快速成型的刮刀调节方法，设定测距传感器的位置位于水平测量面E面，G面为所述刮刀刀口平面，测距传感器到B面的距离为h1，测距传感器到C面的距离为h3，B面到D面的距离为a，D面到G面的距离为b， E面到F面的距离为h2，G面到F面的距离为h，

具体步骤包括对所述刮刀的调平，方法是测量距离h1和h3，若h1＝h3，则刮刀水平，否则调整刮刀位置后再测量距离h1和h3，直到h1＝h3，

刮刀调平后，测量获得h1和h2，得出h＝h2－h1－a－b，

若0.1mm≤h≤0.2mm， (1)

则调节完成，否则调整刮刀的高度，直至满足式(1)要求。

本发明的有益效果在于，克服了原有方法难以准确检测刮刀刀口位置至树脂液面的距离这一问题，实现了该距离的精确检测，同时该方法还有助于实现刮刀的快速调平。

附图说明

图1为现有的的刮刀及其检测装置图。

图2为刮刀的截面图。

图3为本发明中用于检测的装置。

图4为本发明检测时的状态图。

图5为本发明检测时的截面图。

图6为本发明实施例中测距传感器检测原理图。

图7为本发明测试原理图。

其中：1——刮刀，2——探针固定座，3——探针，4——气泡水平仪安装槽，5——调节装置。

具体实施方式

本发明采用“一种无横梁的刮平装置”中的刮平装置，刮刀上方无横梁结构。检测装置为如图3所示的装置，在该装置中，内腔的A面以及外部的B面、C 面以及D面的精度靠机加工保证。

当需要检测时，将该装置放置在刮刀上的合适位置，如图4所示，截面图如图5所示。如图6和图7所示，采用激光测距传感器，该激光测距传感器在一个水平测量面内E面内移动，分别检测该激光测距传感器到调节装置5的B 面以及树脂液面的距离，即可检测出刮刀刀口位置至树脂液面的距离，进而可根据检测结果快速地对刮刀位置做出调整，从而精确保证刮刀在距离液面一定高度上方的合适位置。

同时，通过检测传感器至调节装置5的B面、C面的距离，可检测刮刀的水平度，实现刮刀的快速调平。

检测时，将调节装置5放置在刮刀上，如图4所示。首先对刮刀进行调平，当激光测距传感器的位置固定时，分别在多个位置检测测距传感器到调节装置 5的检测面B、C面的距离h1和h3，若h1＝h3，则刮刀水平。反之，应对刮刀位置做出相应的调整，并再次检验，直至h1、h3之差在合理的误差范围即可。

刮刀调平之后，分别检测测距传感器到调节装置5的B面的距离h1，以及到树脂液面的距离h2，结合调节装置5的检测面B面或C面到最底面D面的距离a，以及最底面D面到刮刀刀口位置G面的距离b均已知，可得出刮刀刀口位置G面至树脂液面F面的距离h＝h2-h1-a-b。若h满足0.1mm～0.2mm的范围，则间距合适，否则，调整刮刀的高度，直至h满足要求。

对于光固化快速成型技术中现有刮刀结构中存在的刮刀刀口位置与树脂液面之间的间隙难以检测的现象，本发明采用激光测距传感器对该间隙进行检测，激光测距传感器的检测范围较小，并和检测精度有关，选择检测精度为2.5μm 的传感器，检测范围为±10mm。由于刮刀的高度超过了传感器的检测范围，设计辅助的装置来进行检测。

Claims (1)

1.一种用于光固化快速成型的刮刀调节方法，用于光固化快速成型的刮刀调节装置，刮刀调节装置是呈“几”形块，该“几”形块具有A面、B面、C面和D面，

所述的B面是所述“几”形块一侧脚部上平面，

所述的C面是所述“几”形块另一侧脚部上平面，与所述的B面位于同一个平面，

所述的D面是所述“几”形块脚部底平面，

所述的A面是所述“几”形块身内平面，

所述的呈“几”形块的调节装置可跨安装于所述的用于光固化快速成型的刮刀上端面上，所述A面贴紧所述刮刀的外侧面，所述B面和C面位于所述刮刀的两侧，接近F面，

F面是光固化快速成型中的光敏材料液面，

其特征在于，所述的刮刀调节方法中，包括以下设定：

设定测距传感器的位置位于水平测量面E面，

G面为所述刮刀刀口平面，

测距传感器到B面的距离为h1，

测距传感器到C面的距离为h3，

B面到D面的距离为a，

D面到G面的距离为b，

E面到F面的距离为h2，

G面到到F面的距离为h；

刮刀调节的具体步骤包括对所述刮刀的调平，方法是测量距离h1和h3，若h1＝h3，则刮刀水平，否则调整刮刀位置后再测量距离h1和h3，直到h1＝h3，

刮刀调平后，测量获得h1和h2，得出h＝h2－h1－a－b，

若0.1mm≤h≤0.2mm，(1)

则调节完成，否则调整刮刀的高度，直至满足式(1)要求。