CN104985811A - 一种光固化三维打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光固化三维打印机，包括机架及分别安装在机架上的激光装置和成型装置，所述成型装置包括物料盘及上下运行于物料盘上的升降台，所述激光装置包括激光器、用于调整激光光束方向的振镜及用于反射激光光束的反光镜，所述振镜包括纵向设置的第一振镜和横向设置的第二振镜，所述激光器的激光光束横向射向第一振镜，所述反光镜包括设于第一振镜和第二振镜下方的第一反光镜和设于物料盘下方的第二反光镜，所述第一反光镜和第二反光镜的镜面相对设置且两镜面与纵轴成45度夹角。本发明结构紧凑，空间占用率低，而且扫描精度高，工作稳定。

Description

一种光固化三维打印机

技术领域

本发明涉及一种三维打印机，具体涉及一种光固化三维打印机。

背景技术

光固化三维打印机的工作原理是采用数字光处理技术逐层固化液态光敏树脂。目前比较常用的是采用XY直线往复运动工作台作为扫描机构，采用光源在树脂槽下方的投射方式。如公布号为CN103587118A的中国发明专利，公开了一种基于螺旋扫描、柔性界面的光固化3D打印机，集成镜头设于树脂槽的下方，该结构的缺点是拆装过程中，粘在升降头上的液态光敏树脂容易滴在集成镜头上，造成集成镜头损伤，更换成本高。针对以上问题，现有的光固化三维打印机的结构设计中运用了光反射原理，在树脂槽的下方增设平面镜，该平面镜用来对投影仪所发出的投影光进行镜面反射，从而使得该部分反射后的投影光射向树脂槽。如授权公告号为CN204109368U的中国实用新型专利，公开了台式DLP光固化3D打印机的两次反射光路结构，该结构的投影仪的投影镜头的正下方设有第一平面镜，该第一平面镜与空间水平基面呈45度的夹角，在空间水平方向还设有与所述第一平面镜相对称的第二平面镜，该第二平面镜位于台式DLP光固化3D打印机的树脂槽的正下方。但是，该投影镜头体积大，成型精度低。即使把投影镜头更换为XY直线往复运动的集成镜头，在反复的加减速过程以及速度方向变换时，集成镜头机构的惯性也会使整个机器处于较大的振荡状态中，从而影响制件成形精度。因此，为了避免现有技术中存在的缺点，有必要对现有技术做出改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种结构紧凑、成型精度高的光固化三维打印机。

本发明是通过以下的技术方案实现的：

一种光固化三维打印机，包括机架及分别安装在机架上的激光装置和成型装置，所述成型装置包括物料盘及上下运行于物料盘上的升降台，所述激光装置包括激光器、用于调整激光光束方向的振镜及用于反射激光光束的反光镜，所述振镜包括纵向设置的第一振镜和横向设置的第二振镜，所述激光器的激光光束横向射向第一振镜，所述反光镜包括设于第一振镜和第二振镜下方的第一反光镜和设于物料盘下方的第二反光镜，所述第一反光镜和第二反光镜的镜面相对设置且两镜面与纵轴成45度夹角。

所述激光装置还包括定位支架，所述定位支架的上侧、左侧及右侧分别开设有用于安装所述第一振镜、激光器及第二振镜的安装孔，所述定位支架的下部开设有用于安装第一反光镜的开槽，所述第一反光镜通过开槽把激光光束反射至第二反光镜，所述第二反光镜直接把激光光束纵向反射至物料盘底部。

所述成型装置还包括驱动所述升降台上下运行的驱动机构，所述驱动机构包括用于安装升降台的固定支架、与所述固定支架螺接的第一螺杆及驱动所述第一螺杆转动的第一电机。

所述驱动机构还设有导向机构，所述导向机构包括导轨及运行于导轨上的滑块，所述固定支架固定在滑块上且与滑块连动。

所述成型装置还包括调整物料盘水平摆放角度的调整机构，所述调整机构包括上下设置的上支架和下支架及驱动上支架一侧部向下支架方向摆动并复位的复位机构，所述物料盘安装于上支架上。

所述复位机构包括安装于机架上的第二电机及与第二电机输出端转动连接的第二螺杆，所述第二螺杆的一端卡接于上支架并通过第二电机带动上支架一侧部上下摆动。

所述上、下支架之间设有第三螺杆，所述第三螺杆外套设有复位弹簧。

所述上支架设有用于安装物料盘的卡槽。

所述物料盘的盘底铺设有硅胶层。

所述机架外还设有遮光罩。

相对于现有技术，本发明通过一对振镜摆动角度的调整实现激光光束方向和位置的调整，从而实现三维打印，而且激光器可控制激光光束强度和打印速度，可调性好，性能稳定，占用空间小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明光固化三维打印机的结构分解图。

图中：1.机架；2.激光器；3.第一振镜；4.第二振镜；5.第一反光镜；6.第二反光镜；7.定位支架；8.物料盘；9.升降台；10.固定支架；11.第一螺杆；12.第一电机；13.导轨；14.滑块；15.上支架；16.下支架；17.复位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示本发明的一种光固化三维打印机，包括机1架及分别安装在机架1上的激光装置和成型装置。

激光装置包括激光器2、用于调整激光光束方向的振镜及用于反射激光光束的反光镜，振镜包括纵向设置的第一振镜3和横向设置的第二振镜4，激光器2的激光光束横向射向第一振镜3，反光镜包括设于第一振镜3和第二振镜4下方的第一反光镜5和设于物料盘8下方的第二反光镜6，第一反光镜5和第二反光镜6的镜面相对设置且两镜面与纵轴成45度夹角。激光装置还可包括定位支架7，该定位支架7的上侧、左侧及右侧分别开设有用于安装第一振镜3、激光器2及第二振镜4的安装孔，定位支架7的下部开设有用于安装第一反光镜5的开槽，第一反光镜5通过开槽把激光光束反射至第二反光镜6，第二反光镜6直接把激光光束纵向反射至物料盘8底部。该激光装置通过一对垂直设置的振镜实现激光光束的调整，精度高，体积小。

成型装置包括物料盘8、上下运行于物料盘8上的升降台9及驱动升降台9上下运行的驱动机构，该驱动机构包括用于安装升降台9的固定支架10、与固定支架10螺接的第一螺杆11及驱动第一螺杆11转动的第一电机12。该驱动机构还设有导向机构，该导向机构包括导轨13及运行于导轨13上的滑块14，固定支架10固定在滑块14上且与滑块14连动。固定支架10带动升降台9上下移动，每次上升提高一个截层高度，导向机构有利于提高升降台9上下移动的稳定性。升降台9可拆装安装于固定支架10上，打印完后便于取出产品，也防止粘附在升降台9上的液态光敏树脂滴在第二反光镜6上。

成型装置还包括调整物料盘8水平摆放角度的调整机构，该调整机构包括上下设置的上支架15和下支架16及驱动上支架15一侧部向下支架16方向摆动并复位的复位机构，物料盘8安装于上支架上15。复位机构包括安装于机架1上的第二电机及与第二电机输出端转动连接的第二螺杆，第二螺杆的一端卡接于上支架15并通过第二电机带动上支架15一侧部上下摆动。摆动时物料盘8连动且产生一定角度倾斜，倾斜角度由调整机构控制，激光装置工作时物料盘8复位至水平状态，摆动过程中物料盘8中的液态光敏树脂产生流动，有利于液态光敏树脂重新分配，提高打印精度。上、下支架15、16之间设有第三螺杆，第三螺杆外套设有复位弹簧17。当然，物料盘8的截面形状可以为正方形，第三螺杆安装于正方形物料盘8的四个角，复位弹簧17便于物料盘8水平位置的调整。上支架15设有用于安装物料盘8的卡槽。物料盘8的盘底铺设有硅胶层，防止打印截层粘附于物料盘8的底部。

机架1外还设有遮光罩，防止液态光敏树脂固化。

工作原理，升降台9与物料盘8底面处于一个截层高度，聚焦后的激光束，在计算机的控制下，按照截面轮廓的要求进行扫描，使被扫描区域的液态光敏树脂固化，从而得到该截面轮廓的树脂薄片。然后，物料盘8在调整机构作用下摆动一定角度并复位，已固化的树脂薄片就被一层新的液态光敏树脂所覆盖，以便进行下一层激光扫描固化，新固化的一层粘结在前一层上，直到整个产品成型完毕。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光固化三维打印机，其特征在于：包括机架及分别安装在机架上的激光装置和成型装置，所述成型装置包括物料盘及上下运行于物料盘上的升降台，所述激光装置包括激光器、用于调整激光光束方向的振镜及用于反射激光光束的反光镜，所述振镜包括纵向设置的第一振镜和横向设置的第二振镜，所述激光器的激光光束横向射向第一振镜，所述反光镜包括设于第一振镜和第二振镜下方的第一反光镜和设于物料盘下方的第二反光镜，所述第一反光镜和第二反光镜的镜面相对设置且两镜面与纵轴成45度夹角。

2.根据权利要求1所述的光固化三维打印机，其特征在于：所述激光装置还包括定位支架，所述定位支架的上侧、左侧及右侧分别开设有用于安装所述第一振镜、激光器及第二振镜的安装孔，所述定位支架的下部开设有用于安装第一反光镜的开槽，所述第一反光镜通过开槽把激光光束反射至第二反光镜，所述第二反光镜直接把激光光束纵向反射至物料盘底部。

3.根据权利要求1所述的光固化三维打印机，其特征在于：所述成型装置还包括驱动所述升降台上下运行的驱动机构，所述驱动机构包括用于安装升降台的固定支架、与所述固定支架螺接的第一螺杆及驱动所述第一螺杆转动的第一电机。

4.根据权利要求3所述的光固化三维打印机，其特征在于：所述驱动机构设有导向机构，所述导向机构包括导轨及运行于导轨上的滑块，所述固定支架固定在滑块上且与滑块连动。

5.根据权利要求1所述的光固化三维打印机，其特征在于：所述成型装置还包括调整物料盘水平摆放角度的调整机构，所述调整机构包括上下设置的上支架和下支架及驱动上支架一侧部向下支架方向摆动并复位的复位机构，所述物料盘安装于上支架上。

6.根据权利要求5所述的光固化三维打印机，其特征在于：所述复位机构包括安装于机架上的第二电机及与第二电机输出端转动连接的第二螺杆，所述第二螺杆的一端卡接于上支架并通过第二电机带动上支架一侧部上下摆动。

7.根据权利要求5所述的光固化三维打印机，其特征在于：所述上、下支架之间设有第三螺杆，所述第三螺杆外套设有复位弹簧。

8.根据权利要求5所述的光固化三维打印机，其特征在于：所述上支架设有用于安装物料盘的卡槽。

9.根据权利要求1所述的光固化三维打印机，其特征在于：所述物料盘的盘底铺设有硅胶层。

10.根据权利要求1所述的光固化三维打印机，其特征在于：所述机架外还设有遮光罩。