CN104608387B - 一种用于3d打印机的模型分离装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种用于3D打印机的模型分离装置，所述3D打印机能够打印固态模型，包括：用于承载所述模型的固定的承载板，所述承载板具有多个通孔；相对于所述承载板平行设置的活动的挤压板，所述挤压板的板体与承载板之间具有多个挤出元件，所述挤压板和所述挤出元件配置成：使得随着挤压板的板体向接近承载板方向的运动，所述挤出元件能够逐渐从所述通孔伸出。本申请供的用于3D打印机的模型分离装置，通过合理设计各个部件之间的结构，利用螺纹旋转产生轴向力的原理，以达到快速、安全、准确的分离打印模型的目的。同时提高了工作效率，保证了打印模型的完整、美观。

Description

一种用于3D打印机的模型分离装置

技术领域

本发明涉及3D打印机部件领域，特别涉及一种用于3D打印机的打印模型分离装置。

背景技术

目前，在使用光固化3D打印机打印模型时，通过激光对液态树脂的照射，打印模型层层固化后堆积在打印平台之上。之后，需要通过铲子将打印模型从打印平台上分离下来。这种分离方法不仅极易损坏模型的完整性，而且费时费力，工作效率极低。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于3D打印机的模型分离装置，所述3D打印机能够打印固态模型，包括：用于承载所述模型的固定的承载板，所述承载板具有多个通孔；相对于所述承载板平行设置的活动的挤压板，所述挤压板的板体与承载板之间具有多个挤出元件，所述挤压板和所述挤出元件配置成：使得随着挤压板的板体向接近承载板方向的运动，所述挤出元件能够逐渐从所述通孔伸出。

在本发明的一些实施方式中，所述挤压板具有模塑位置和挤压位置；当所述挤压板处于模塑位置时，所述挤出元件能够位于所述通孔中，且与所述承载板共同形成平坦的表面；所述挤压板处于挤压位置时，所述挤出元件伸出于所述通孔之外。

在本发明的一些实施方式中，所述多个挤出元件独立于所述挤压板布置在所述挤压板的板体和承载板之间，所述挤出元件包括用于伸入所述通孔的推杆和与所述推杆连接的防止从所述通孔脱离的限位帽。

在打印前调整挤出元件与承载板的位置，使承载板的下表面成为平面，以避免打印模型在承载板下表面固化后，打印模型上留下挤出元件的痕迹。

在本发明的一些实施方式中，各个挤出元件彼此独立，以使挤压板的力被分散至多个挤出元件之上。打印完成时，多个挤压元件共同推动打印模型，使其从承载板上脱落，避免某一点施力过大导致打印模型损坏。

在本发明的一些实施方式中，所述多个挤出元件与所述挤压板的板体成为一体。

在本发明的一些实施方式中，所述挤出元件为截面呈现为圆形的铆钉，所述通孔为与所述铆钉尺寸相应的圆孔，所述铆钉邻近承载板的一侧具有开放的端部，所述开放的端部内填充有硅胶。

在本发明的一些实施方式中，所述挤出元件为截面呈现为直线长条的推板，所述推板与所述挤压板的板体成为一体，所述通孔为与所述推板尺寸相应的细槽。以推板和细槽相互配合，更有利于打印开始时保证承载板底面为平面，避免打印时液态光敏树脂胶流入细槽之中，从而在打印模型上留下凹凸不平的痕迹。

在本发明的一些实施方式中，

所述推板与所述通孔配合的一端为圆弧端面。采用线接触的方式，更有利于在推动打印模型的同时不易造成损伤。

在本发明的一些实施方式中，还包括用于将所述承载板悬挂在所述3D打印机的框架上的紧固装置，所述紧固装置包括设置于所述挤压板上的推止法兰以及设置于所述框架上的与所述推止法兰配合的螺栓，所述螺栓转动以使所述挤压板相对于所述框架平移运动。

在本发明的一些实施方式中，还包括固定连接的定位板和支座，所述定位板具有供所述螺栓穿过的孔，所述定位板和支座之间形成有用于容纳所述3D打印机的框架空间，所述螺栓经过所述孔与所述推止法兰配合，并能够将所述3D打印机的框架紧固于所述空间之内。

在本发明的一些实施方式中，正向转动所述螺栓时，所述推止法兰带动所述挤压板由所述模塑位置向所述挤压位置方向移动，反向转动所述螺栓时，所述推止法兰带动所述挤压板由所述挤压位置向所述模塑位置方向移动。

通过改进现有的紧固装置，使其兼具动力装置的作用。旋转螺栓即可将整个模型分离装置固定在3D打印机的框架之上或将模型分离装置与3D打印机的框架。同时，在螺栓的旋转过程中，推止法兰会带动挤压板运动。这种设置方式体积小，结构更为紧凑。

在本发明的一些实施方式中，所述3D打印机为SLA型3D打印机。

本发明提供的用于3D打印机的模型分离装置，通过合理设计各个部件之间的结构，利用螺纹旋转产生轴向力的原理，以达到快速、安全、准确的分离打印模型的目的。同时提高了工作效率，保证了打印模型的完整、美观。

附图说明

图1为采用本发明模型分离装置的3D打印机的结构示意图；

图2为本发明一实施方式的模型分离装置的爆炸图；

图3为本发明一实施方式的模型分离装置的组装图；

图4为本发明另一实施方式的模型分离装置的爆炸图；

图5为本发明另一实施方式的模型分离装置的组装图。

具体实施方式

如图1所示一种快速成型的3D打印机，包括中空的底座1及沿着底座1一侧面向上延伸的立柱2，柜体的底座内设有激光发射装置3以及反射镜4。底座1的上表面还设置有光敏树脂池5，光敏树脂池5的底面固设有高透石英玻璃。反射镜4能够将激光发射装置3所发射的激光反射至光敏树脂池5的位置，以使激光能够照射光敏树脂池5内的液态光敏树脂。本发明实施方式中的模型分离装置6与立柱2通过滚珠丝杠7连接。滚珠丝杠7则与设置在底座1内的驱动电机8相连。当驱动电机8驱动滚珠丝杠7转动时，模型分离装置6可以沿着立柱2上下运动。

工作时，模型分离装置6下降至光敏树脂池5中。激光发射装置3产生打印所需激光，经反光镜4反射照射到光敏树脂池5底部。液态的光敏树脂受到激光照射时会固化成型，由于光敏树脂池的底面覆设有特殊材料，因此液态的光敏树脂不会固化在池底上面，而是固化在模型分离装置6的托盘下板14上。当一层液态树脂固化结束时，驱动电机8带动滚珠丝杠7转动，使得模型分离装置6向上移动一段距离。间隔一定时间，驱动电机8驱动滚珠丝杠7反转，托盘6向下移动，直至托盘下板14到达光敏树脂池5底部后停止运动。这时激光再次对液态光敏树脂进行照射，以使第二层液态光敏树脂固化于第一层已固化的光敏树脂之上。如此周而复始，不断的再上一层已固化的光敏树脂之上固化新的光敏树脂，最后形成完整的模型，打印结束。

如图2和3所示，在本发明一实施方式中的模型分离装置的主体部分包括自上而下依次设置的托盘支座11、托盘上板12、滑动推板13以及托盘下板14。

滑动推板13的上表面中部设置推止法兰15。推止法兰15通过内六角螺钉与滑动推板13固定在一起。接近滑动推板13的四个顶角的位置分别设置托盘支柱16。

托盘下板14上具有多个通孔。四个沉头螺钉从托盘下板14的下方穿过通孔进入托盘支柱16，将托盘下板14和滑动推板13活动连接。托盘下板14和滑动推板13安装后，滑动推板13可以相对于托盘下板14在一定的范围内相上下移动。在其余的各个通孔中，填装有半空心铆钉17。半空心铆钉17的空心尾部进入通孔中，并且空心尾部中注入硅胶或其它具有缓冲作用的物质。托盘下板14和滑动推板13之间的最大距离小于等于半空心铆钉17的长度，以使半空心铆钉17可以在二者之间具有一定的上下自由移动空间。

常态下，半空心铆钉17的尾部从通孔中穿出，并凭借头部卡在通孔上。打印时，托盘下板14浸于光敏树脂池5的液态光敏树脂中，因此半空心铆钉17会因液体压力而向上浮起，其头部抵触在滑动推板13的下表面。打印结束时，使滑动推板13向下运动时，从而将半空心铆钉17从托盘下板14的通孔中挤出，推动打印模型从托盘下板14上分离。

托盘支座11大致呈“Ω”形，其具有凸起部111以及由底部末端向外伸出的水平支脚112。四个内六角螺钉两两一组的设置在两侧的水平支脚112上，并将托盘支座11与托盘上板12固定在一起。托盘支座11的凸起部111设置有通孔。高头滚花螺栓18从所述通孔中穿过。高头滚花螺栓18上设置有两个平面推力球轴承19。平面推力球轴承19分别位于凸起部111的两侧，从而将凸起部111夹设其中。

托盘上板12同样具有供高头滚花螺栓18穿过的通孔，以使高头滚花螺栓18进入推止法兰15中。托盘上板12的四个顶角设置有内六角螺钉，从而将其与托盘支柱16连接。

按照上述方式安装完成后，逆时针转动高头滚花螺栓18，可推动推止法兰15向下运动。由于推止法兰15与滑动推板13相互固定，因此滑动推板13同时向下运动。这样配置可在打印完成时将半空心铆钉17挤压出托盘下板14。

3D打印机的托盘连接支架20设置于托盘支座11和托盘上板12之间，具体而言，其能够插入托盘支座11所形成的空腔内。托盘连接支架20的前端具有一大致为半圆形开口。高头滚花螺栓18经由所述开口穿过托盘上板12后进入推止法兰15。为了使托盘连接支架20能够被固定，高头滚花螺栓18上套设限位螺母21。限位螺母21的直径大于托盘连接支架20前端半圆形开口直径。当顺时针旋转高头滚花螺栓18时，托盘连接支架20则被压紧于托盘上板12之上。当逆时针旋转高头滚花螺栓18时，托盘连接支架20松动，并可以从托盘支座11和托盘上板12之间脱出。继续逆时针旋转高头滚花螺栓18，才会推动推止法兰15向下运动。当推止法兰15带动推动板向下移动到极限位置时，逆时针旋转高头滚花螺栓18，其处于空转状态，推止法兰15不会再向下运动。

本发明的实施方式中，半空心铆钉17为推体，其可以用它结构代替，材质可以是金属，也可以是塑料。形状也可以变化，例如圆柱、长方体、棱柱。托盘下板14为母体，其材质可以为金属或者塑料。母体本身的形状不受限制，其上部开设有与所示推体形状相应的通孔。

如图4和图5所示为本发明另一实施方式的模型分离装置，其包括的部件基本与上一种实施例相同，因此，相同之处不做赘述。其不同之处在于，本实施方式中，不包括半空心铆钉17，即不以半空心铆钉17作为推体。而是通过在滑动推板13的下表面设置多个彼此间隔的长条形凸起以作为推体。相应地，托盘下板14上设置有能够供长条形凸起穿过的长条形通孔。当处于打印状态时，可以通过旋转高头滚花螺栓18调整滑动推板13的位置，使长条形凸起填充托盘下板14的长条形通孔中。这样，托盘下板14的下表面为一平面。打印完毕后，转动高头滚花螺栓18使滑动推板13向下运动，长条形凸起从托盘下板14的长条形通孔中向外伸出，挤压打印模型。最终使打印模型和托盘下板14分离。

在本发明的优选实施方式中，托盘下板14上的长条形凸起前端面为圆弧面，以使其挤压打印模型时为线接触。这样，可以不易在打印模型的表面留下痕迹。

这样设置的优势在于，当滑动推板13未受到挤压，不发生向下运动时，长条形凸起保持在托盘下板14的长条形通孔内，凸起的高度与托盘下板14的厚度基本相当。从托盘下板14的底面观察，基本为一平面。3D打印机通过激光将模型固化于托盘下板14的底面时，不会向托盘下板14的长条形通孔中渗入。当滑动推板13受到挤压时，其之上的长条形凸起挤压打印模型，即可将打印模型与托盘下板14分离。分离后的打印模型与托盘下板14相接处的一面上相对平整，不存在不规则的纹路。

以上对本发明的各种实施例进行了详细说明。本领域技术人员将理解，可在不偏离本发明范围(由所附的权利要求书限定)的情况下，对实施方案进行各种修改、改变和变化。对权利要求范围的解释应从整体解释且符合与说明一致的最宽范围，并不限于示例或详细说明中的实施范例。

Claims (11)

1.一种用于3D打印机的模型分离装置，所述3D打印机能够打印固态模型，包括：

用于承载所述模型的固定的承载板，所述承载板具有多个通孔；

相对于所述承载板平行设置的活动的挤压板，所述挤压板的板体与承载板之间具有多个挤出元件，所述挤压板和所述挤出元件配置成：使得随着挤压板的板体向接近承载板方向的运动，所述挤出元件能够逐渐从所述通孔伸出；

所述挤压板具有模塑位置和挤压位置；

当所述挤压板处于模塑位置时，所述挤出元件能够位于所述通孔中，且与所述承载板共同形成平坦的表面；

所述挤压板处于挤压位置时，所述挤出元件伸出于所述通孔之外。

2.根据权利要求1所述的模型分离装置，所述多个挤出元件独立于所述挤压板布置在所述挤压板的板体和承载板之间，所述挤出元件包括用于伸入所述通孔的推杆和与所述推杆连接的防止从所述通孔脱离的限位帽。

3.根据权利要求1所述的模型分离装置，所述多个挤出元件与所述挤压板的板体成为一体。

4.根据权利要求3所述的模型分离装置，所述挤出元件为截面呈现为圆形的铆钉，所述通孔为与所述铆钉尺寸相应的圆孔，所述铆钉邻近承载板的一侧具有开放的端部，所述开放的端部内填充有硅胶。

5.根据权利要求3所述的模型分离装置，所述挤出元件为截面呈现为直线长条的推板，所述推板与所述挤压板的板体成为一体，所述通孔为与所述推板尺寸相应的细槽。

6.根据权利要求5所述的模型分离装置，所述推板与所述通孔配合的一端为圆弧端面。

7.根据权利要求1所述的模型分离装置，还包括：用于将所述承载板悬挂在所述3D打印机的框架上的紧固装置，所述紧固装置包括：

设置于所述挤压板上的推止法兰以及设置于所述框架上的与所述推止法兰配合的螺栓，所述螺栓转动以使所述挤压板相对于所述框架平移运动。

8.根据权利要求7所述的模型分离装置，还包括固定连接的定位板和支座，所述定位板具有供所述螺栓穿过的孔，所述定位板和支座之间形成有用于容纳所述3D打印机的框架空间，所述螺栓经过所述孔与所述推止法兰配合，并能够将所述3D打印机的框架紧固于所述空间之内。

9.根据权利要求7或8所述的模型分离装置，正向转动所述螺栓时，所述推止法兰带动所述挤压板由所述模塑位置向所述挤压位置方向移动，反向转动所述螺栓时，所述推止法兰带动所述挤压板由所述挤压位置向所述模塑位置方向移动。

10.根据权利要求2所述的模型分离装置，其特征在于，所述多个挤出元件彼此独立。

11.根据权利要求1所述的模型分离装置，其中，所述3D打印机为SLA型3D打印机。