CN108437452A - 一种移动拼接式的上投影方式的3d成型系统 - Google Patents

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Abstract

本发明移动拼接式的上投影方式的3D成型系统，可打印较大尺寸物品，包括：料盘、成型平台、升降机构、投影仪、X‑Y滑台组件和刮刀；料盘用于盛放光固化液体；升降机构与成型平台连接，驱使成型平台在料盘内上下移动；X‑Y滑台组件与投影仪连接，驱动投影仪在成型平台上方横向纵向移动；刮刀位于料盘上方并相对料盘水平移动，用于刮平成型平台上的固化层上方的光固化液体。由于投影仪在料盘上方移动，当进行某层固化时，投影仪可先移动至设定位置，然后开始曝光，实现某一区域固化，接着移动到下一位置，继续曝光，固化下一区域，直至一层完全曝光，整层固化完毕后，投影仪回到初始位置，升降机构控制成型平台下降一个层厚高度，完成大体积物品打印。

Description

一种移动拼接式的上投影方式的3D成型系统
技术领域
本发明实施例涉及3D打印技术领域，具体涉及一种移动拼接式的上投影方式的3D成型系统。
背景技术
DLP 3D打印技术主要是通过投影仪来逐层固化光敏聚合物液体，从而创建出3D打印对象。目前已有的DLP 3D打印技术是通过下投影的方式打印。
现有的下投影方式的DLP 3D打印机的打印原理为：DLP设备中包含一个可以容纳树脂的液槽，用于盛放可被特定波长的紫外光照射后固化的树脂，DLP成像系统置于液槽下方，其成像面正好位于液槽底部，通过能量及图形控制，每次可固化一定厚度及形状的薄层树脂(该层树脂与前面切分所得的截面外形完全相同)。液槽上方设置一个提拉机构，每次截面曝光完成后向上提拉一定高度(该高度与分层厚度一致)，使得当前固化完成的固态树脂与液槽底面分离并粘接在提拉板或上一次成型的树脂层上，这样，通过逐层曝光并提升来生成三维实体。
这种技术的缺点是打印装置都是小型的，加工尺寸受限，只能用于小体积物品的打印。
发明内容
本发明提供一种移动拼接式的上投影方式的3D成型系统，可以打印较大尺寸的物品。
本发明一种移动拼接式的上投影方式的3D成型系统的技术方案包括：
料盘、成型平台、升降机构、投影仪、X-Y滑台组件和刮刀；
所述料盘用于盛放光固化液体；
所述升降机构与所述成型平台连接，驱使所述成型平台在所述料盘内上下移动；
所述X-Y滑台组件与所述投影仪连接，驱动所述投影仪在所述成型平台上方横向纵向移动；
刮刀，所述刮刀位于所述料盘上方并可相对于所述料盘水平移动，用于刮平所述成型平台上的固化层上方的光固化液体。
优选的，所述刮刀横跨所述料盘。
优选的，所述刮刀设有空腔，所述空腔内吸有一定量的光固化液体，在所述刮刀水平移动的过程中，所述光固化液体均匀涂覆到固化层上方。
优选的，还包括真空泵，用于在所述刮刀的空腔内产生负压，使所述空腔内吸有一定量的光固化液体。
优选的，所述固化光线为紫外光线。
优选的，还包括机架，所述料盘设置在所述机架的底部，所述X-Y滑台组件设置在所述机架的顶部。
优选的，所述X-Y滑台组件包括垂直设置的X轴移动机构和Y轴移动机构。
采用上述技术方案的有益效果是：
首先，由于本实施例中的投影仪可在料盘上方自由移动，当进行某一层的固化时，投影仪可先移动至设定位置，然后投影仪开始曝光，实现某一区域的固化，接着再移动到下一个位置，继续曝光，固化下一区域，直至一层完全曝光，整层固化完毕后，投影仪回到初始位置，实现大面积曝光，然后升降机构控制成型平台下降一个层厚的高度，进而使本发明所述的3D成型系统可以完成大体积物品的打印；
其次，本发明设置一个料盘用于盛放光固化液体，升降机构向下驱使成型平台浸没于料盘中的光固化液体内，投影仪向下将固化光线(如紫外光线)照射于料盘内，使得浸没于光固化液体内的成型平台的上端面固化出一层固化层，升降机构控制成型平台下降一定高度(通常为一个固化层的高度)，刮刀沿水平方向移动，刮刀中暂存的光固化液体涂覆在成型平台的固化层上，同时刮刀刮扫成型平台上的固化层上方的光固化液体，刮走气泡。由此，本发明取消了下投影方式的每曝光一层后的提拉动作，使得在打印大截面尺寸的产品时，不会因产品与料盘的附着力较大而损坏产品或料盘。
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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种移动拼接式的上投影方式的3D成型系统的结构图。
具体实施方式
本发明提供一种移动拼接式的上投影方式的3D成型系统，可以打印较大尺寸的物品。
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。
本发明一种移动拼接式的上投影方式的3D成型系统为：
料盘，该料盘用于盛放光固化液体；
成型平台，该成型平台位于光固化液体的液面下方；
升降机构，该升降机构与成型平台连接，升降机构带动成型平台在料盘内上下移动；
投影仪，该投影仪位于成型平台的上方，向下将固化光线照射于料盘内；
X-Y滑台组件，该X-Y滑台组件与投影仪连接，驱动投影仪在成型平台上方横向纵向移动；
刮刀，该刮刀位于料盘上方并可相对于料盘水平移动，用于刮平成型平台上的固化层上方的光固化液体。
由于本实施例中的投影仪可在料盘上方自由移动，当进行某一层的固化时，投影仪可先移动至设定位置，然后投影仪开始曝光，实现某一区域的固化，接着再通过X-Y滑台组件移动到下一个位置，继续曝光，固化下一区域，直至一层完全曝光，整层固化完毕后，投影仪回到初始位置，实现大面积曝光，进而使本发明所述的3D成型系统可以完成大体积物品的打印。
下面结合图1详细说明本发明一种移动拼接式的上投影方式的3D成型系统的技术方案。
机架7可以为图中所示的由若干横杆和竖杆围成的矩形框架。
料盘5位于机架7的底部，料盘5内用于盛放光固化液体。在使用上述3D成型系统进行打印时，首先在料盘5内注入光固化液体，此时，成型平台4浸没于光固化液体中，成型平台4浸没于光固化液体的深度即为一次曝光的层厚。
成型平台4与升降机构2连接，升降机构2驱动成型平台4在料盘5内上下移动(沿图中箭头所标示的Z轴上下移动)。每一层打印完成后，升降机构2带动成型平台4在料盘5内向下移动一个固化层的厚度。
投影仪1位于料盘5的对应上方，投影仪1设置在X-Y滑台组件6上，X-Y滑台组件6驱动投影仪1沿图中箭头所标示的X、Y轴横向纵向移动。
X-Y滑台组件6包括垂直设置的X轴移动机构和Y轴移动机构，X轴移动机构滑动安装在机架上，相对于机架可沿X轴方向往复移动，Y轴移动机构滑动安装在X轴移动机构上，相对于X轴移动机构可沿Y轴方向往复移动。X-Y滑台组件6带动投影仪1在料盘5上方移动，投影仪1向下将固化光线照射于料盘5内，如投影仪1可投射出含有产品截面信息的紫外光。投影仪1通过X-Y滑台组件6移动到设定位置，然后投影仪1开始曝光，接着再移动到下一个位置，继续曝光，直至一层完全曝光，整层固化完毕。
刮刀3横跨在料盘5上方并可相对于料盘5水平移动，用于刮扫成型平台4上端面处的固化层上方的光固化液体。由于刮刀3内部有空腔，可以通过真空泵产生一定的负压，使得刮刀3的空腔内吸有一定量的光固化液体，在刮刀3水平移动的过程中，将光固化液体均匀涂覆到固化层的上方，同时可刮走光固化液体表面的气泡。
打印时，成型平台4浸没于光固化液体的深度即为一次曝光的层厚，投影仪1沿料盘5移动直至整层固化完毕，然后升降机构2控制成型平台4下降一定高度，接着刮刀3中存储的的光固化液体涂覆在固化层上方，同时刮刀3刮平光固化液体表面，投影仪1将图像投射在成型平台4上，完成一层的固化，固化层附着在成型平台4或上一层固化层上，然后跟随成型平台4下降一个层厚的高度，然后开始下一层的固化，这样通过逐层曝光并下降来形成产品8。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种移动拼接式的上投影方式的3D成型系统，其特征在于，包括：料盘、成型平台、升降机构、投影仪、X-Y滑台组件和刮刀；
所述料盘用于盛放光固化液体；
所述升降机构与所述成型平台连接，驱使所述成型平台在所述料盘内上下移动；
所述X-Y滑台组件与所述投影仪连接，驱动所述投影仪在所述成型平台上方横向纵向移动；
刮刀，所述刮刀位于所述料盘上方并可相对于所述料盘水平移动，用于刮平所述成型平台上的固化层上方的光固化液体。
2.根据权利要求1所述的移动拼接式的上投影方式的3D成型系统，其特征在于，所述刮刀横跨所述料盘。
3.根据权利要求2所述的移动拼接式的上投影方式的3D成型系统，其特征在于，所述刮刀设有空腔，所述空腔内吸有一定量的光固化液体，在所述刮刀水平移动的过程中，所述光固化液体均匀涂覆到固化层上方。
4.根据权利要求3所述的移动拼接式的上投影方式的3D成型系统，其特征在于，还包括真空泵，用于在所述刮刀的空腔内产生负压，使所述空腔内吸有一定量的光固化液体。
5.根据权利要求1所述的移动拼接式的上投影方式的3D成型系统，其特征在于，所述固化光线为紫外光线。
6.根据权利要求1所述的移动拼接式的上投影方式的3D成型系统，其特征在于，还包括机架，所述料盘设置在所述机架的底部，所述X-Y滑台组件设置在所述机架的顶部。
7.根据权利要求6所述的移动拼接式的上投影方式的3D成型系统，其特征在于，所述X-Y滑台组件包括垂直设置的X轴移动机构和Y轴移动机构。
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