CN106476279A - 一种3d打印装置盛液机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种3D打印装置盛液机构，包括用于盛放打印溶液的物料槽，以及用于驱动物料槽转动的驱动组件，所述物料槽底部为完全透明或者部分区域透明的底板，所述底板上覆盖有一层厚度均匀的透明液态膜。本发明所述的3D打印装置盛液机构在打印过程中，物流槽可匀速转动，中间无需其他长时间的停顿或反复动作，可省去原来占80%的非固化时间，使打印效率大幅度上升，可以达到普通3D打印机4~10倍的速度；采用高密度的透明液态膜，可保证液态膜在转动过程中，不会因为向心力表面产生波纹，同时高密度的透明液态膜也可以使打印溶液与液态膜之间形成光滑的界面，便于两者分离。

Description

一种3D打印装置盛液机构

技术领域

本发明涉及一种3D打印装置盛液机构，属于打印设备技术领域。

背景技术

3D打印装置又称三维打印机，是一种采用累积制造技术（即快速成形技术）的机器，它的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器按照程序把产品一层层造出来。目前，常规的3D打印装置中用于盛放打印溶液的物料槽都是固定的，当打印平台的固化层固化结束后，为了使固化层表面脱离物料槽底部，打印平台都需要上升，然后再次下降进行第二层的曝光固化。打印平台的重复上升、下降占整个打印过程的80%，甚至更多，最终导致打印速度缓慢，影响打印效率。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种3D打印装置盛液机构，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种3D打印装置盛液机构，打印过程中，物料槽可匀速转动，且可与打印平台固化层快速脱离，具有打印速度快，精度高等特点。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种3D打印装置盛液机构，包括用于盛放打印溶液的物料槽，以及用于驱动物料槽转动的驱动组件，所述物料槽底部为完全透明或者部分区域透明的底板，所述底板上覆盖有一层厚度均匀的透明液态膜。

作为优选，所述透明液态膜采用离子液体。透明液态膜与打印溶液之间具有光洁界面，打印平台的固化层会随着物料槽的转动，轻易脱离透明液态膜。

作为优选，所述离子液体密度大于1.1g/cm3，透光率大于85%，无挥发性。

作为优选，所述透明液态膜厚度小于等于2mm。

作为优选，所述物流槽为圆形。

作为优选，所述驱动组件包括转盘轴承、轴承固定座和驱动电机，所述物料槽固定安装在转盘轴承上，所述轴承固定座固定安装在基座上，所述转盘轴承与驱动电机相连，通过驱动电机的带动，转盘轴承可在轴承固定座上自由转动，进而带动物料槽在基座上旋转。

上述3D打印装置盛液机构工作原理：3D打印装置的控制机构控制曝光机构、打印机构、盛液机构开始工作，物料槽匀速转动，打印平台下降至物料槽底部，此时，打印平台下表面与物料槽透明液体膜上表面的间距为单层打印的厚度，曝光机构通过透明底板和透明液态膜向打印平台投射投影图像，使投影范围内的打印溶液固化并粘贴在打印平台上，在固化过程中，打印平台匀速上升或者停顿设定时间再匀速上升，所述物料槽匀速转动或者停顿设定时间再匀速转动；重复上述步骤打印第二层，直至打印结束。

与现有技术相比，采用上述结构的3D打印装置盛液机构具有如下几个优点：

1、打印过程中，物流槽可匀速转动（打印平台也可匀速上升），中间无需其他长时间的停顿或反复动作，可省去原来占80%的非固化时间，使打印效率大幅度上升，可以达到普通3D打印机4~10倍的速度；

2、采用高密度的透明液态膜，可保证液态膜在转动过程中，不会因为向心力表面产生波纹，同时高密度的透明液态膜也可以使打印溶液与液态膜之间形成光滑的界面，便于两者分离。

以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为实施例1的快速3D打印装置立体结构图；

图2为实施例1的物料槽剖视图；

图3为实施例1的驱动组件和基座立体结构图；

图4为图3的俯视图。

具体实施方式

实施例1

本实施例所述的3D打印装置盛液机构应用在一种可实现快速打印的3D打印装置中，如图1所示，一种快速3D打印装置，包括基座1，设置在基座1内的曝光机构2、控制机构3，以及设置在基座1上的打印机构4和盛液机构5，其中，所述打印机构4包括模组41、滑动安装在模组41上的打印平台42，在本实施例中，所述打印平台42通过垂直设置在模组41上的丝杠43实现上下滑动，打印平台42与丝杠43相连，丝杠43与丝杠电机相连，通过丝杠电机驱动丝杠43转动，进而带动打印平台42移动，在打印过程中，打印平台可匀速上升。所述控制机构3采用微处理器控制，控制机构分别与曝光机构2、打印机构3和盛液机构4相连，用于控制各个机构的动作。在本实施例中，所述曝光机构2采用DLP投影仪，投影仪曝光口位于物料槽51下方，DLP投影仪投射出的紫光用于打印溶液固化，采用投影仪投射，具有较高的对比度，因此固化时间短，打印效率高。

所述盛液机构5包括用于盛放打印溶液的圆形物料槽51，以及用于驱动物料槽51转动的驱动组件。如图2所示，所述物料槽51底部为完全透明或者部分区域透明的底板511，底板511可以采用玻璃或者其他全透明材质。所述底板511上覆盖有一层厚度均匀的透明液态膜512，所述透明液态膜512采用离子液体，所述离子液体密度大于1.1g/cm3，透光率大于85%，无挥发性，表面涨力小，与光敏树脂液体等打印溶液不相溶。所述透明液态膜512厚度小于等于2mm。本实施例所述的透明液态膜512，密度大于水，在物料槽51低速转动过程中，表面平整度非常高，不会产生波纹，同时离子液体也可以使打印溶液6与液态膜512之间形成光滑的界面，便于两者分离。

如图3-4所示，所述驱动组件包括转盘轴承52、轴承固定座53和驱动电机54，所述物料槽51固定安装在转盘轴承52上，所述轴承固定座53通过转盘底座55固定安装在基座1的上面板11上，所述驱动电机54采用齿轮电机，转动轴承52的内圈设有从齿轮521，齿轮电机上设有主齿轮541，通过主齿轮541和从齿轮521的配合，使转盘轴承52可在轴承固定座53上自由转动，进而带动物料槽51在基座1上旋转。

所述基座上面板11开设有一通孔12，所述曝光机构2位于通孔12下方，曝光机构2的曝光口21与打印平台42相对应，用于曝光固化的光通过通孔12、透明的物料槽51底部直射打印平台42。

上述快速3D打印装置的快速打印方法，包括如下步骤：

步骤1：首先，在物流槽51内倒入打印溶液，同时开启曝光机构2进入预热状态；

步骤2、曝光机构2和打印机构4开始工作，物料槽51匀速转动，打印平台42下降至物料槽51底部，此时，打印平台42下表面与物料槽透明液体膜512上表面的间距为单层打印的厚度，投影仪通过透明底板511和透明液态膜512向打印平台投射图像，使投影范围内的打印溶液固化并粘贴在打印平台42上，在固化过程中，打印平台42匀速上升，所述物料槽51匀速转动；所述物流槽匀速转动时速度为0.2~5转/分，所述打印平台匀速上升时的速度为0.02~0.5毫米/秒。打印过程中，物流槽可匀速转动，打印平台可匀速上升，中间无需其他长时间的停顿和反复动作，可省去原来占80%的非固化时间，使打印效率大幅度上升，可以达到普通3D打印机4~10倍的速度；

步骤3：重复步骤2打印第二层，直至打印结束。

打印平台42和物料槽51的停顿的时间一般根据被打印物品的横截面（即固化层面积）以及打印溶液的固化时间而定（一般打印平台停顿0.1S-1S，所述物料槽停顿0.2S-1S）。当固化层面积较小、打印溶液固化较快时，打印平台42和物料槽51无需停顿，直接匀速运动即可实现快速打印；但当固化层面积较大、打印溶液固化较慢时需要停顿一段时间，一方面便于打印溶液回流到打印平台42下方，另一方面给曝光机构2留取固化时间。

本实施例所述的3D打印装置盛液机构在打印过程中，物流槽51可匀速转动（打印平台也可匀速上升），中间无需其他长时间的停顿或反复动作，可省去原来占80%的非固化时间，使打印效率大幅度上升，可以达到普通3D打印机4~10倍的速度；采用高密度的透明液态膜512，可保证液态膜512在转动过程中，不会因为向心力表面产生波纹，同时高密度的透明液态膜也可以使打印溶液与液态膜之间形成光滑的界面，便于两者分离。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (6)

1.一种3D打印装置盛液机构，其特征在于：包括用于盛放打印溶液的物料槽，以及用于驱动物料槽转动的驱动组件，所述物料槽底部为完全透明或者部分区域透明的底板，所述底板上覆盖有一层厚度均匀的透明液态膜。

2.如权利要求1所述的一种3D打印装置盛液机构，其特征在于：所述透明液态膜采用离子液体。

3.如权利要求2所述的一种3D打印装置盛液机构，其特征在于：所述离子液体密度大于1.1g/cm3，透光率大于85%，无挥发性。

4.如权利要求1所述的一种3D打印装置盛液机构，其特征在于：所述透明液态膜厚度小于等于2mm。

5.如权利要求1所述的一种3D打印装置盛液机构，其特征在于：所述物流槽为圆形。

6.如权利要求1所述的一种3D打印装置盛液机构，其特征在于：所述驱动组件包括转盘轴承、轴承固定座和驱动电机，所述物料槽固定安装在转盘轴承上，所述轴承固定座固定安装在基座上，所述转盘轴承与驱动电机相连，通过驱动电机的带动，转盘轴承可在轴承固定座上自由转动，进而带动物料槽在基座上旋转。