CN105172141A - 一种以led列阵为光源的光敏树脂3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种以LED列阵为光源的光敏树脂3D打印机，包括LED装置和打印平台升降装置，所述LED装置的顶部活动连接LED水平移动机构，所述打印平台升降装置的底部固定连接打印平台，所述打印平台升降装置的下方设置有树脂槽，所述树脂槽内置有液态光敏树脂，所述打印平台的顶部放置打印物体。本发明光照强度均匀、打印速度快；可以使光敏树脂3D打印机、快速成型机在整个打印范围内光照强度保存一致，提高打印精度，打印出来的物品表面光洁，而且简化了3D打印机的机械结构和控制程序，延长了光源寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印机，具体为一种以LED列阵为光源的光敏树脂3D打印机。
背景技术
3D打印机或称作快速成型机，是一种电脑输出设备，可以将电脑内储存的数据永久地输出为立体物体。3D打印机的种类很多，常用的有：以粉末-粘合剂为基本原理的三维打印技术(3DP)、熔融沉积造型技术(FDM)、激光立体印刷术(SLA)、数字化光照加工技术(DLP)、选择性激光烧结技术(SLS)、选择性激光熔化技术(SLM)、电子束熔化技术(EBM)、层压制造技术(LLM)、气溶胶打印技术(Aerosolprinting)、生物绘图技术(Bioplotter)、高分子喷射技术(PolymerJetting)、立体印刷术(MicroStereolithography)。
目前市场上以光敏树脂为原料的快速成型机或3d打印机都是以激光或者投影机为光源。投影机光源不均匀，无法保证整个打印区域光照强度一致，从而导致打印出来的物体尺寸偏差过大。激光以振镜扫描方式照射打印区域，当打印范围或者截面较大时打印速度比较慢；而且目前3D打印机使用激光的光斑直径难以做到0.05mm以下，所以打印出来的物体表面比较粗糙，容易看到比较明显的纹路。
因此，针对上述中的问题需要设计一种以LED列阵为光源的光敏树脂3D打印机。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种以LED列阵为光源的光敏树脂3D打印机，可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种以LED列阵为光源的光敏树脂3D打印机，包括LED装置和打印平台升降装置，所述LED装置的顶部活动连接LED水平移动机构，所述打印平台升降装置的一端固定连接打印平台，所述打印平台升降装置的下方设置有树脂槽，所述树脂槽内置有液态光敏树脂，所述打印平台的顶部用于放置打印物体。
作为本发明的一种优选技术方案，所述LED装置为一组密集的发光LED二极管阵列。
作为本发明的一种优选技术方案，所述LED装置平行于打印平台和液态光敏树脂的上表面，所述LED水平移动机构垂直于打印平台升降装置，所述打印平台升降装置垂直于打印平台和液态光敏树脂的上表面。
与现有技术相比本发明所达到的有益效果是：光照强度均匀、打印速度快；可以使光敏树脂3D打印机、快速成型机在整个打印范围内光照强度保存一致，提高打印精度，打印出来的物品表面光洁，而且简化了3D打印机(快速成型机)的机械结构和控制程序，延长了光源寿命。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明剖视结构示意图；
图3是本发明俯视结构示意图；
图4是本发明工作过程示意图；
图5是本发明工作过程示意图；
图6是本发明工作过程示意图；
图中标号：1、LED装置；2、LED水平移动机构；3、打印平台升降装置；4、树脂槽；5、液态光敏树脂；6、打印平台；7、打印物体。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-3所示，本发明提供一种以LED列阵为光源的光敏树脂3D打印机，包括LED装置1和打印平台升降装置3，所述LED装置1的顶部活动连接LED水平移动机构2，所述打印平台升降装置3固定连接打印平台6，所述打印平台升降装置3的下方设置有树脂槽4，所述树脂槽4内置有液态光敏树脂5，所述打印平台6的顶部用于放置打印物体7。
所述LED装置1为一组密集的发光LED二极管阵列，将数据信息的电信号转化为光信号然后发射到液态光敏树脂5上使光敏树脂受光固化。LED装置2扫描的同时沿着垂直于LED阵列的水平方向移动，如此在光敏树脂5表面形成需要的图形。
打印之前，把被打印物品7的立体文件输入计算机，计算机程序可以根据使用者的需要对图形进行旋转、移动、尺寸变化、加支撑等，然后对立体图形进行切片，如此形成截面图形、确定截面厚度以及截面的数量，同时计算机程序还确定打印时LED阵列的移动速度。
所述LED装置1平行于打印平台6和液态光敏树脂5表面，所述LED水平移动机构2垂直于打印平台升降装置3，所述打印平台升降装置3垂直于打印平台6和液态光敏树脂5表面。
工作过程，打印平台6先向下浸入液态光敏树脂5中，再抬升到低于液态光敏树脂5的上表面一定的距离，如此就在打印平台6的表面形成了一薄层液态光敏树脂5。然后LED装置1由树脂槽4的一侧向另一侧匀速运动；
当移动到如图4所示第一层切片截面中有图形的地方时，LED阵列中相应的LED开始照射，例如：打印到方框左壁时，中间的若干连续的LED装置1发光照射液态光敏树脂5；
如图5所示，当LED装置1移动时，根据截面图形的变化，LED的反光区域实时进行调整。例如，当左壁打印结束，开始打印两侧时，LED光束变为两小段；
如图6所示，LED阵列继续移动时，LED的发光区域继续实时进行调整。
当第一薄层打印结束后，打印平台6再次向下浸入液态光敏树脂5中，然后抬升，但是抬升距离比第一次抬升略低，略低的程度相当于第二薄层的厚度，这样就使已经固化在打印平台上的液态光敏树脂层的上表面抬升到低于液态光敏树脂5上表面一定的距离，从而在打印平台6上已经固化的液态光敏树脂层的表面形成了第二层液态光敏树脂薄层。然后LED光源由树脂槽4的一侧向另一侧匀速运动，当移动到第二层切片截面中有图形的地方时，LED阵列中相应的LED开始照射，如此把第二幅图形扫描到打印平台的液态光敏树脂薄层上，受到光照的液态光敏树脂则固化成型，形成物体的第二个截面。然后LED光源回到原位。如此周而复始，光敏树脂一层层固化，直到形成需要的立体物品。
本发明另一种成型方式：装有液态光敏树脂的树脂槽位于上方，树脂槽的底部是一块防粘的透明平板，LED阵列位于树脂槽下方，LED发出的光可以透过透明平板照射光敏树脂。打印平台在树脂槽内。打印第一层的时候，打印平台首先移动到距离透明平板非常近的位置，在打印平台和透明平板之间形成光敏树脂薄层。然后LED由树脂槽的一侧向另一侧匀速运动，当移动到第一层切片截面中有图形的地方时，LED阵列中相应的LED开始照射，如此把一整幅图形扫描到打印平台的光敏树脂薄层上，受到光照的光敏树脂则固化成型，形成物体的一个截面。然后LED光源回到原位。打印平台抬升一定距离，使固化的光敏树脂离开透明平板，然后打印平台下降一定距离使透明平台上形成第二层光敏树脂薄层。LED光源由树脂槽的一侧向另一侧匀速运动，当移动到第二层切片截面中有图形的地方时，LED阵列中相应的LED开始照射，如此把第二幅图形扫描到打印平台的光敏树脂薄层上，受到光照的光敏树脂则固化成型，形成物体的第一个截面。然后LED光源回到原位。如此周而复始，光敏树脂一层层固化，直到形成需要的立体物品
本发明光照强度均匀、打印速度快；可以使光敏树脂3D打印机、快速成型机在整个打印范围内光照强度保存一致，提高打印精度，打印出来的物品表面光洁，而且简化了3D打印机(快速成型机)的机械结构和控制程序，延长了光源寿命。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (3)
1.一种以LED列阵为光源的光敏树脂3D打印机，其特征在于，包括LED装置(1)和打印平台升降装置(3)，所述LED装置(1)的顶部活动连接LED水平移动机构(2)，所述打印平台升降装置(3)的一端固定连接打印平台(6)，所述打印平台升降装置(3)的下方设置有树脂槽(4)，所述树脂槽(4)内置有液态光敏树脂(5)，所述打印平台(6)的顶部用于放置打印物体(7)。
2.根据权利要求1所述的一种以LED列阵为光源的光敏树脂3D打印机，其特征在于，所述LED装置(1)为一组密集的发光LED二极管阵列。
3.根据权利要求1所述的一种以LED列阵为光源的光敏树脂3D打印机，其特征在于，所述LED装置(1)平行于打印平台(6)和光敏树脂的上表面，所述LED水平移动机构(2)垂直于打印平台升降装置(3)，所述打印平台升降装置(3)垂直于打印平台(6)和光敏树脂的上表面。
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