CN107336438A - 一种可快速换膜dlp光固化3d打印机用树脂槽及其装配方法 - Google Patents
一种可快速换膜dlp光固化3d打印机用树脂槽及其装配方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽及其装配方法；其主要包括了上端盖，上下夹板，底座四大部分组成。上下夹板中间夹有聚全氟乙丙烯薄膜，并通过上端盖的压框顶入上下夹板中间的方形通孔使薄膜被绷紧，绷紧的薄膜在打印过程中能够依靠自身的弹性很好的与已固化树脂离型，并且可以通过调整薄膜的绷紧程度来适应不同的打印精度要求。该树脂槽在设计上没有使用螺纹紧固件，可以快速更换聚全氟乙丙烯薄膜并调整薄膜绷紧程度，更佳便于操作，提升效率。
Description
技术领域
本发明涉及DLP光固化3D打印机用的部件，尤其涉及一种可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽及其装配方法。
背景技术
DLP光固化3D打印机的工作原理：针对部分具有光敏特性的液态树脂，采用数字光处理(DLP)技术实现树脂的逐层固化，最终成型为一个3维模型。该方式是面曝光成型，一次能打印一整层的图案，速度快，成型质量高。
DLP光固化3D打印机主要分为两大部分，软件部分用于处理模型，对模型进行切片处理，转化为平面图片并输入到DLP成像系统中去。硬件部分接收模型数据，逐层打印最终制造出所需要的模型。而硬件部分主要分为三大模块：投影光路，树脂槽，打印平台。一个完整的3D打印流程如下：首先用CAD软件建立所需要制造的零件的3维模型，然后用相关的切片软件将模型处理成一张张的图片格式，然后将图片导入DLP系统，然后由DMD芯片呈现出导入图片上的图案，用一束经过透镜组调节过的平行紫外光投射到DMD芯片上并反射到要成型的树脂槽底部，形成动态掩膜。具有光敏特性的树脂在紫外光的照射下发生交联反应，固化成与输入图片相同的图案，而没有受到紫外光照射的树脂仍为液态。单一打印层的厚度取决于制造平台与树脂槽底部的距离(一般为50～100μm，可根据所需打印精度进行调节)，树脂从液槽底部开始固化，当其触碰到制造平台时则停止继续向上固化，然后制造平台上升，已固化树脂与液槽底部分离，留出下一层的固化空间，然后重复这一步骤最终完成制造。在制造过程中，树脂与树脂槽底部分离的过程称为离型，分离所需要克服的力称为离型力，当离型力过大的话，可能会导致已固化样品从制造平台上脱离或已固化层之间的剥离最终导致制造失败无法继续。
当前解决这一离型问题的办法一种是在树脂槽底部(底部材料一般为透光性良好的有机玻璃或石英玻璃)涂覆硅胶模或做其他表面处理，这种处理方式是一次性的，一旦树脂槽底受到破坏或损伤则必须把树脂槽整个换掉。
目前光固化3D打印机用树脂槽的在长时间使用后，薄膜的张紧效果会逐渐降低，这时只能通过更换新膜改善这一问题，使得树脂槽换膜过程较为复杂，而且膜的绷紧程度不能调整，实际使用过程中仍有很多不便。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽及其装配方法。
本发明通过下述技术方案实现：
一种可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽，包括自上而下依次叠置的上端盖1、上夹板3、下夹板6、底座8；
所述上端盖1，中部是矩形通孔，矩形通孔的下边缘是压框，压框边缘有倒角，用于绷紧膜；
上端盖1的边缘开设有多个用于与上夹板3进行定位的定位孔；所述上夹板3，上表面有多个定位柱，用于与上端盖1进行定位配合，下表面有四个凸台，用于与下夹板6进行定位配合；
上夹板3中间是矩形通孔，矩形通孔下边沿周围固定有四个锯齿夹板12，锯齿夹板12上安装了扭转弹簧，用来固定聚全氟乙丙烯薄膜；
上夹板3和上端盖1的边缘对应位置开设有四个插口，插口内侧分别安装有弹簧卡扣10、11；
下夹板6中间是矩形通孔，其四周有多个定位孔，分别用于与上夹板3和底座8的定位；
下夹板6上表面有沿着其矩形通孔分布有四根柱状锯齿条9，可穿过上夹板3和上端盖1上的四个插口，弹簧卡扣的锁舌与柱状锯齿条9的齿底相抵，形成自锁，从而起到固定作用；
所述底座8中间是矩形通孔，底座的边缘设有四个定位凸台，用于与下夹板6定位配合，底座8的矩形通孔上方设置一块玻璃板7。
在上夹板3下表面的矩形通孔周围放置有上夹板硅胶垫片4，
在下夹板6上方设有下夹板硅胶垫片5；
当放置聚全氟乙丙烯薄膜时，其置于上夹板硅胶垫片4下方，其边缘由锯齿夹板12固定；玻璃板7伸入下夹板6的矩形通孔与被绷紧的聚全氟乙丙烯薄膜接触；通过柱状锯齿条9的锯齿槽与上端盖的弹簧卡扣的卡合位置，改变聚全氟乙丙烯薄膜的绷紧程度。
下夹板硅胶垫片5设置在下夹板的垫片槽内，其高度大于下夹板6的表面。
玻璃板7为有机玻璃板或石英玻璃板。
一种可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽的组装方法，其包括如下步骤：
步骤一：首先将上夹板硅胶垫片4放入上夹板3的垫片槽中，然后将聚全氟乙丙烯薄膜置于上夹板硅胶垫片4的下方，并用四个锯齿夹板12，固定住；
步骤二：接着是上夹板3与下夹板6之间的装配；将下夹板硅胶垫片5置于下夹板6的垫片槽中，然后上夹板3的定位柱与下夹板6的定位孔相配合，同时下夹板6的四根柱状锯齿条9穿过上夹板3的弹簧卡扣，并形成自锁，让上夹板3与下夹板6固定装配在一起，此处下夹板硅胶垫片5的厚度要大于下夹板的垫片槽的深度，以便上夹板3与下夹板6加紧时上夹板硅胶垫片4和下夹板硅胶垫片5能进一步贴合加紧聚全氟乙丙烯薄膜；
步骤三：接着是上端盖1与上夹板3的配合；上端盖1矩形通孔下边缘的压框穿过上夹板3的矩形通孔，同时上端盖1的定位孔与上夹板3的定位柱配合，定位柱上套有压缩弹簧2，用于对上端盖1起到弹性支撑作用；下夹板6的四根柱状锯齿条9穿过上夹板3及上端盖1的弹簧卡扣；上端盖1的压框部分穿过上夹板3与下夹板6的矩形通孔，同时压框会绷紧聚全氟乙丙烯薄膜，通过调节四根柱状锯齿条9穿过上端盖弹簧卡扣的位置，进而调节聚全氟乙丙烯被绷紧的松紧程度；
在底座8的矩形通孔边沿为凸起的矩形凸台结构，以放置玻璃板7，底座8与下夹板6通过定位孔柱配合，玻璃板7可伸入下夹板6的矩形通孔内，并与绷紧的聚全氟乙丙烯薄膜接触，成为树脂槽的底部；
将装配好的树脂槽放置在3D打印机的打印平台上，即可供3D打印机进行打印作业。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明上下夹板中间夹有聚全氟乙丙烯薄膜，并通过上端盖的压框顶入上下夹板中间的方形通孔使薄膜被绷紧，绷紧的薄膜在打印过程中能够依靠自身的弹性很好的与已固化树脂离型，并且可以通过调整薄膜的绷紧程度来适应不同的打印精度要求。该树脂槽在设计上没有使用螺纹紧固件，通过柱状锯齿条的锯齿槽与上端盖的弹簧卡扣的卡合位置，即可方便快捷的可更换聚全氟乙丙烯薄膜并调整薄膜绷紧程度，更佳便于操作，提升效率。
本发明树脂槽，在结构上完全舍弃了螺纹紧固件，使得换膜更快更方便；同时还具有方便快捷调节聚全氟乙丙烯薄膜绷紧度的优点。
附图说明
图1为本发明可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽爆炸示意图。
图2为图1装配后的结构示意图。
图3为图2俯视图。
图4为图3侧视图。
图5为柱状锯齿条及弹簧卡扣局部结构示意图。
图6为上夹板硅胶垫片与锯齿夹板的局部结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽，包括自上而下依次叠置的上端盖1、上夹板3、下夹板6、底座8；
所述上端盖1，中部是矩形通孔，矩形通孔的下边缘是压框，压框边缘有倒角，用于绷紧膜；
上端盖1的边缘开设有多个用于与上夹板3进行定位的定位孔；所述上夹板3，上表面有多个定位柱，用于与上端盖1进行定位配合，下表面有四个凸台，用于与下夹板6进行定位配合；
上夹板3中间是矩形通孔，矩形通孔下边沿周围固定有四个锯齿夹板12，锯齿夹板12上安装了扭转弹簧，用来固定聚全氟乙丙烯薄膜；锯齿夹板12在扭转弹簧的作用下，将聚全氟乙丙烯薄膜伸展、夹持固定在上夹板3的矩形通孔四周。
上夹板3和上端盖1的边缘对应位置开设有四个插口，插口内侧分别安装有弹簧卡扣10、11；
下夹板6中间是矩形通孔，其四周有多个定位孔，分别用于与上夹板3和底座8的定位；
下夹板6上表面有沿着其矩形通孔分布有四根柱状锯齿条9，可穿过上夹板3和上端盖1上的四个插口，弹簧卡扣的锁舌与柱状锯齿条9的齿底相抵，形成自锁，从而起到固定作用；
所述底座8中间是矩形通孔，底座的边缘设有四个定位凸台，用于与下夹板6定位配合，底座8的矩形通孔上方设置一块玻璃板7。
在上夹板3下表面的矩形通孔周围放置有上夹板硅胶垫片4，
在下夹板6上方设有下夹板硅胶垫片5；
当放置聚全氟乙丙烯薄膜时，其置于上夹板硅胶垫片4下方，其边缘由锯齿夹板12固定；玻璃板7伸入下夹板6的矩形通孔与被绷紧的聚全氟乙丙烯薄膜接触；通过柱状锯齿条9的锯齿槽与上端盖的弹簧卡扣的卡合位置，改变聚全氟乙丙烯薄膜的绷紧程度。
下夹板硅胶垫片5设置在下夹板的垫片槽内，其高度大于下夹板6的表面。
玻璃板7为有机玻璃板或石英玻璃板。
本发明可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽的组装方法，可通过如下步骤实现：
步骤一：首先将上夹板硅胶垫片4放入上夹板3的垫片槽中，然后将聚全氟乙丙烯薄膜置于上夹板硅胶垫片4的下方，并用四个锯齿夹板12，固定住；
步骤二：接着是上夹板3与下夹板6之间的装配；将下夹板硅胶垫片5置于下夹板6的垫片槽中，然后上夹板3的定位柱与下夹板6的定位孔相配合，同时下夹板6的四根柱状锯齿条9穿过上夹板3的弹簧卡扣，并形成自锁，让上夹板3与下夹板6固定装配在一起，此处下夹板硅胶垫片5的厚度要大于下夹板的垫片槽的深度，以便上夹板3与下夹板6加紧时上夹板硅胶垫片4和下夹板硅胶垫片5能进一步贴合加紧聚全氟乙丙烯薄膜；
步骤三：接着是上端盖1与上夹板3的配合；上端盖1矩形通孔下边缘的压框穿过上夹板3的矩形通孔，同时上端盖1的定位孔与上夹板3的定位柱配合，定位柱上套有压缩弹簧2，用于对上端盖1起到弹性支撑作用；下夹板6的四根柱状锯齿条9穿过上夹板3及上端盖1的弹簧卡扣；上端盖1的压框部分穿过上夹板3与下夹板6的矩形通孔，同时压框会绷紧聚全氟乙丙烯薄膜，通过调节四根柱状锯齿条9穿过上端盖弹簧卡扣的位置，进而调节聚全氟乙丙烯被绷紧的松紧程度；
在底座8的矩形通孔边沿为凸起的矩形凸台结构，以放置玻璃板7，底座8与下夹板6通过定位孔柱配合，玻璃板7可伸入下夹板6的矩形通孔内，并与绷紧的聚全氟乙丙烯薄膜接触，成为树脂槽的底部；
将装配好的树脂槽放置在3D打印机的打印平台上，即可供3D打印机进行打印作业。
聚全氟乙丙烯薄膜安装在树脂槽上后，通过压框的作用使得薄膜被绷紧并贴在玻璃板上，在DLP光固化3D打印机进行DLP光固化3D打印操作时，液态树脂从聚全氟乙丙烯薄膜上开始固化，然后接触到前一层固化层后停止曝光，制造平台开始上升，聚全氟乙丙烯薄膜与固化树脂接触的部分开始一起上升，由于薄膜本身是被绷紧的，并且具有一定的弹性，随着制造平台的上升，薄膜产生一个斜向下方的拉力，使得薄膜从已固化样品边缘与样品分离，并凭借自身的弹性恢复原状，然后进行下一层的打印。
聚全氟乙丙烯薄膜在长期绷紧的状态下自身弹性会变差，使用寿命也会降低，并且绷的越紧使用寿命越低，因此针对不同打印精度，可以调整上端盖的压框的位置来调整聚全氟乙丙烯薄膜的绷劲程度，绷的越紧越适合打印层厚更低的样品。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽，其特征在于：包括自上而下依次叠置的上端盖(1)、上夹板(3)、下夹板(6)、底座(8)；
所述上端盖(1)，中部是矩形通孔，矩形通孔的下边缘是压框，压框边缘有倒角，用于绷紧膜；
上端盖(1)的边缘开设有多个用于与上夹板(3)进行定位的定位孔；所述上夹板(3)，上表面有多个定位柱，用于与上端盖(1)进行定位配合，下表面有四个凸台，用于与下夹板(6)进行定位配合；
上夹板(3)中间是矩形通孔，矩形通孔下边沿周围固定有四个锯齿夹板(12)，锯齿夹板(12)上安装了扭转弹簧，用来固定聚全氟乙丙烯薄膜；
上夹板(3)和上端盖(1)的边缘对应位置开设有四个插口，插口内侧分别安装有弹簧卡扣(10、11)；
下夹板(6)中间是矩形通孔，其四周有多个定位孔，分别用于与上夹板(3)和底座(8)的定位；
下夹板(6)上表面有沿着其矩形通孔分布有四根柱状锯齿条(9)，可穿过上夹板(3)和上端盖(1)上的四个插口，弹簧卡扣的锁舌与柱状锯齿条(9)的齿底相抵，形成自锁，从而起到固定作用；
所述底座(8)中间是矩形通孔，底座的边缘设有四个定位凸台，用于与下夹板(6)定位配合，底座(8)的矩形通孔上方设置一块玻璃板(7)。
2.根据权利要求1所述可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽，其特征在于：
在上夹板(3)下表面的矩形通孔周围放置有上夹板硅胶垫片(4)，
在下夹板(6)上方设有下夹板硅胶垫片(5)；
当放置聚全氟乙丙烯薄膜时，其置于上夹板硅胶垫片(4)下方，其边缘由锯齿夹板(12)固定；玻璃板(7)伸入下夹板(6)的矩形通孔与被绷紧的聚全氟乙丙烯薄膜接触；通过柱状锯齿条(9)的锯齿槽与上端盖的弹簧卡扣的卡合位置，改变聚全氟乙丙烯薄膜的绷紧程度。
3.根据权利要求2所述可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽，其特征在于：下夹板硅胶垫片(5)设置在下夹板的垫片槽内，其高度大于下夹板(6)的表面。
4.根据权利要求3所述可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽，其特征在于：玻璃板(7)为有机玻璃板或石英玻璃板。
5.一种权利要求4所述可快速换膜DLP光固化3D打印机用树脂槽的组装方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：首先将上夹板硅胶垫片(4)放入上夹板(3)的垫片槽中，然后将聚全氟乙丙烯薄膜置于上夹板硅胶垫片(4)的下方，并用四个锯齿夹板(12)，固定住；
步骤二：接着是上夹板(3)与下夹板(6)之间的装配；将下夹板硅胶垫片(5)置于下夹板(6)的垫片槽中，然后上夹板(3)的定位柱与下夹板(6)的定位孔相配合，同时下夹板(6)的四根柱状锯齿条(9)穿过上夹板(3)的弹簧卡扣，并形成自锁，让上夹板(3)与下夹板(6)固定装配在一起，此处下夹板硅胶垫片(5)的厚度要大于下夹板的垫片槽的深度，以便上夹板(3)与下夹板(6)加紧时上夹板硅胶垫片(4)和下夹板硅胶垫片(5)能进一步贴合加紧聚全氟乙丙烯薄膜；
步骤三：接着是上端盖(1)与上夹板(3)的配合；上端盖(1)矩形通孔下边缘的压框穿过上夹板(3)的矩形通孔，同时上端盖(1)的定位孔与上夹板(3)的定位柱配合，定位柱上套有压缩弹簧(2)，用于对上端盖(1)起到弹性支撑作用；下夹板(6)的四根柱状锯齿条(9)穿过上夹板(3)及上端盖(1)的弹簧卡扣；上端盖(1)的压框部分穿过上夹板(3)与下夹板(6)的矩形通孔，同时压框会绷紧聚全氟乙丙烯薄膜，通过调节四根柱状锯齿条(9)穿过上端盖弹簧卡扣的位置，进而调节聚全氟乙丙烯被绷紧的松紧程度；
在底座(8)的矩形通孔边沿为凸起的矩形凸台结构，以放置玻璃板(7)，底座(8)与下夹板(6)通过定位孔柱配合，玻璃板(7)可伸入下夹板(6)的矩形通孔内，并与绷紧的聚全氟乙丙烯薄膜接触，成为树脂槽的底部；
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