CN108481748A - 一种用于激光立体光固化3d打印成型件的清洗装置及其工作方法 - Google Patents

一种用于激光立体光固化3d打印成型件的清洗装置及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置。一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置，其中，包括箱体、设在所述箱体内的工作平台、设在所述箱体并用于控制所述工作平台运动的丝杠及导轨装置以及设在所述箱体一侧的控制系统，所述控制系统与所述丝杠及导轨装置连接。本发明还提供上述清洗装置的工作方法。本发明能够方便光固化3D打印成型件后处理时的清洗，提高光固化3D打印成型件清洗的效率、提高清洗溶剂的利用率，同时能够避免人工清洗时挥发的清洗溶剂对操作者带来的健康隐患，解决光固化3D打印成型件后处理的清洗方面的问题。

Description

一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置及其工作 方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，更具体地，涉及一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置及其工作方法。
背景技术
激光立体光固化3D打印技术，是最早实用化的快速成形技术，采用液态光敏树脂原料。其工艺过程是：（1）通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动；（2）激光光束通过数控装置控制的扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化后，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面；（3）升降台下降一定距离，固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，这样一层层叠加而成三维工件原型；（4）将原型从树脂中取出后，进行最终固化。原型从树脂中取出后，模型表面附着有较多的光敏树脂原料，需要进行后处理将表面附着的液态光敏树脂清洗掉。目前，采用的方法是将模型件浸入相关溶剂中，人工反复清洗，具有费时、费力、效率低的弊端。并且，市面上未见相关激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置，进行3D打印成型件清洗装置的研究，在一定程度上可以解决光固化3D打印成型件后处理的清洗方面的问题，同时有助于促进3D打印技术的发展。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置及其工作方法。本发明能够方便光固化3D打印成型件后处理时的清洗，提高光固化3D打印成型件清洗的效率、提高清洗溶剂的利用率，同时能够避免人工清洗时挥发的清洗溶剂对操作者带来的健康隐患，解决光固化3D打印成型件后处理的清洗方面的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置，其中，包括箱体、设在所述箱体内的工作平台、设在所述箱体并用于控制所述工作平台运动的丝杠及导轨装置以及设在所述箱体一侧的控制系统，所述控制系统与所述丝杠及导轨装置连接。该清洗装置使用时，将光固化3D打印成型件放在工作平台上，然后在箱体内注入清洗溶剂，控制系统控制丝杠及导轨装置带动工作平台上下往复运动，使得工作平台上的光固化3D打印成型件在清洗溶剂内上下往复运动，经过一定时间的冲刷将光固化3D打印成型件表面的液态光敏树脂材料清洗干净。
进一步的，所述工作平台包括平台本体、设在所述平台本体底面上的水平支架以及连接在所述水平支架一端的垂直支架，所述垂直支架连接在所述丝杠及导轨装置上，所述平台本体上设有网孔。所述丝杠及导轨装置带动所述工作平台在所述箱体内垂直运动，垂直运动的行程包括上限位和下限位，所述丝杠及导轨装置带动所述工作平台运动到上限位时，工作平台上的清洗件不会超出箱体的顶部，所述丝杠及导轨装置带动所述工作平台运动到下限位时，工作平台的上表面距离箱体底面10㎜。
进一步的，所述箱体的顶部设有箱盖，所述箱盖与箱体一侧侧壁的顶端转动连接。使用该清洗装置时，盖上箱盖，能够减小清洗溶剂的挥发，减小空气中清洗溶剂的浓度，有助于操作者的健康。所述箱体的底部设有带刹车功能的脚轮，方便箱体的支撑和移动。
进一步的，所述控制系统包括电器控制系统和控制面板，所述控制面板与所述电器控制系统电连接，所述电器控制系统与所述丝杠及导轨装置电连接。
进一步的，所述箱体的侧壁上设有流出阀以及与所述箱体内部连通的检测用盛液器，所述检测用盛液器通过连通阀与所述箱体内部连通。
本发明还提供一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置的工作方法，其中，包括如下步骤：
S1. 将待清洗的光固化3D打印成型件整齐摆放在有网孔的工作平台上；
S2. 通过控制系统将工作平台调节至距离箱体底面10mm的下限位处；
S3. 向箱体内部倒入清洗溶剂，清洗溶剂倒入量以浸没光固化3D打印成型件，且液面高出光固化3D打印成型件顶部10mm-20mm 为准；
S4. 盖上箱盖，启动控制系统，控制系统中丝杠及导轨装置带动所述工作平台上下往复运动的速度与时间可调，也即清洗速度和清洗时间可调，通过控制面板选择清洗速度和清洗时间，然后选择开始清洗，工作平台在丝杠及导轨装置带动下按一定的速度做上下往复运动，到清洗时间后，完成一次清洗；
S5. 检查是否将光固化3D打印成型件表面的液态光敏树脂材料清洗干净，如果已清洗干净，则完成清洗；如果未清洗干净，检测清洗溶剂的浓度，如果检测结果浓度低于某一特定值，该特定值可以根据具体清洗溶液的清洗能力决定，则更换清洗溶液后，再重复步骤S4，重新启动清洗，直到光固化3D打印成型件表面没有附着的液态光敏树脂材料为止。
进一步的，所述步骤S3中，所述清洗溶剂为浓度95%以上的酒精溶液或其他适宜清洗附着在光固化3D打印成型件表面的液态光敏树脂材料的清洗溶剂。
进一步的，所述步骤S5中，检测清洗溶剂的浓度时，将箱体侧壁上的连通阀打开，箱体内的清洗溶剂通过连通阀进入检测用盛液器，当检测用盛液器中的清洗溶剂到一定高度后，关闭连通阀，在检测用盛液器内放入检测用仪器，测出清洗溶剂的浓度；更换清洗溶液时，打开箱体侧壁上的流出阀，将箱体内的清洗溶剂排出，然后关闭流出阀，再向箱体内注入新的清洗溶剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的清洗装置能够通过控制系统选择清洗速度和清洗时间，工作平台的运动也由控制系统控制丝杠及导轨装置来带动，自动化程度高、无需人工手动清洗、清洗高效、操作方便，而且箱体上还设置了箱盖，能够减小清洗溶剂的挥发，减小空气中清洗溶剂的浓度，有助于操作者的健康，安全可靠。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1
如图1所示，一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置，其中，包括箱体1、设在所述箱体1内的工作平台2、设在所述箱体1并用于控制所述工作平台2运动的丝杠及导轨装置3以及设在所述箱体1一侧的控制系统4，所述控制系统4与所述丝杠及导轨装置3连接。该清洗装置使用时，将光固化3D打印成型件放在工作平台2上，然后在箱体1内注入清洗溶剂，控制系统4控制丝杠及导轨装置3带动工作平台2上下往复运动，使得工作平台2上的光固化3D打印成型件在清洗溶剂内上下往复运动，经过一定时间的冲刷将光固化3D打印成型件表面的液态光敏树脂材料清洗干净。
如图1所示，所述工作平台2包括平台本体21、设在所述平台本体21底面上的水平支架22以及连接在所述水平支架22一端的垂直支架23，所述垂直支架23连接在所述丝杠及导轨装置3上，所述平台本体21上设有网孔。所述丝杠及导轨装置3带动所述工作平台2在所述箱体1内垂直运动，垂直运动的行程包括上限位和下限位，所述丝杠及导轨装置3带动所述工作平台2运动到上限位时，工作平台2上的清洗件不会超出箱体1的顶部，所述丝杠及导轨装置3带动所述工作平台2运动到下限位时，工作平台2的上表面距离箱体1底面10㎜。
如图1所示，所述箱体1的顶部设有箱盖5，所述箱盖5与箱体1一侧侧壁的顶端转动连接。使用该清洗装置时，盖上箱盖5，能够减小清洗溶剂的挥发，减小空气中清洗溶剂的浓度，有助于操作者的健康。所述箱体1的底部设有带刹车功能的脚轮11，方便箱体1的支撑和移动。
如图1所示，所述控制系统4包括电器控制系统41和控制面板42，所述控制面板42与所述电器控制系统41电连接，所述电器控制系统41与所述丝杠及导轨装置3电连接。
如图1所示，所述箱体1的侧壁上设有流出阀6以及与所述箱体1内部连通的检测用盛液器7，所述检测用盛液器7通过连通阀8与所述箱体1内部连通。
实施例2
一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置的工作方法，其中，包括如下步骤：
S1. 将待清洗的光固化3D打印成型件整齐摆放在有网孔的工作平台2上；
S2. 通过控制系统4将工作平台2调节至距离箱体1底面10mm的下限位处；
S3. 向箱体1内部倒入清洗溶剂，清洗溶剂倒入量以浸没光固化3D打印成型件，且液面高出光固化3D打印成型件顶部10mm-20mm 为准；
S4. 盖上箱盖5，启动控制系统4，控制系统4中丝杠及导轨装置3带动所述工作平台2上下往复运动的速度与时间可调，也即清洗速度和清洗时间可调，通过控制面板42选择清洗速度和清洗时间，然后选择开始清洗，工作平台2在丝杠及导轨装置3带动下按一定的速度做上下往复运动，到清洗时间后，完成一次清洗；
S5. 检查是否将光固化3D打印成型件表面的液态光敏树脂材料清洗干净，如果已清洗干净，则完成清洗；如果未清洗干净，检测清洗溶剂的浓度，如果检测结果浓度低于某一特定值，该特定值可以根据具体清洗溶液的清洗能力决定，则更换清洗溶液后，再重复步骤S4，重新启动清洗，直到光固化3D打印成型件表面没有附着的液态光敏树脂材料为止。
本实施例中，所述步骤S3中，所述清洗溶剂为浓度95%以上的酒精溶液或其他适宜清洗附着在光固化3D打印成型件表面的液态光敏树脂材料的清洗溶剂。
本实施例中，所述步骤S5中，检测清洗溶剂的浓度时，将箱体1侧壁上的连通阀8打开，箱体1内的清洗溶剂通过连通阀8进入检测用盛液器7，当检测用盛液器7中的清洗溶剂到一定高度后，关闭连通阀8，在检测用盛液器7内放入检测用仪器，测出清洗溶剂的浓度；更换清洗溶液时，打开箱体1侧壁上的流出阀6，将箱体1内的清洗溶剂排出，然后关闭流出阀6，再向箱体1内注入新的清洗溶剂。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置，其特征在于，包括箱体（1）、设在所述箱体（1）内的工作平台（2）、设在所述箱体（1）并用于控制所述工作平台（2）运动的丝杠及导轨装置（3）以及设在所述箱体（1）一侧的控制系统（4），所述控制系统（4）与所述丝杠及导轨装置（3）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置，其特征在于，所述工作平台（2）包括平台本体（21）、设在所述平台本体（21）底面上的水平支架（22）以及连接在所述水平支架（22）一端的垂直支架（23），所述垂直支架（23）连接在所述丝杠及导轨装置（3）上。
3.根据权利要求2所述的一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置，其特征在于，所述平台本体（21）上设有网孔。
4.根据权利要求2所述的一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置，其特征在于，所述丝杠及导轨装置（3）带动所述工作平台（2）在所述箱体（1）内垂直运动，垂直运动的行程包括上限位和下限位，所述丝杠及导轨装置（3）带动所述工作平台（2）运动到上限位时，工作平台（2）上的清洗件不会超出箱体（1）的顶部，所述丝杠及导轨装置（3）带动所述工作平台（2）运动到下限位时，工作平台（2）的上表面距离箱体（1）底面10㎜。
5.根据权利要求1或4所述的一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置，其特征在于，所述箱体（1）的顶部设有箱盖（5），所述箱盖（5）与箱体（1）一侧侧壁的顶端转动连接；所述箱体（1）的底部设有带刹车功能的脚轮（11）。
6.根据权利要求1所述的一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置，其特征在于，所述控制系统（4）包括电器控制系统（41）和控制面板（42），所述控制面板（42）与所述电器控制系统（41）电连接，所述电器控制系统（41）与所述丝杠及导轨装置（3）电连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置，其特征在于，所述箱体（1）的侧壁上设有流出阀（6）以及与所述箱体（1）内部连通的检测用盛液器（7），所述检测用盛液器（7）通过连通阀（8）与所述箱体（1）内部连通。
8.一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1. 将待清洗的光固化3D打印成型件整齐摆放在有网孔的工作平台（2）上；
S2. 通过控制系统（4）将工作平台（2）调节至距离箱体（1）底面10mm的下限位处；
S3. 向箱体（1）内部倒入清洗溶剂，清洗溶剂倒入量以浸没光固化3D打印成型件，且液面高出光固化3D打印成型件顶部10mm-20mm 为准；
S4. 盖上箱盖（5），启动控制系统（4），控制系统（4）中丝杠及导轨装置（3）带动所述工作平台（2）上下往复运动的速度与时间可调，也即清洗速度和清洗时间可调，通过控制面板（42）选择清洗速度和清洗时间，然后选择开始清洗，工作平台（2）在丝杠及导轨装置（3）带动下按一定的速度做上下往复运动，到清洗时间后，完成一次清洗；
S5. 检查是否将光固化3D打印成型件表面的液态光敏树脂材料清洗干净，如果已清洗干净，则完成清洗；如果未清洗干净，检测清洗溶剂的浓度，如果检测结果浓度低于某一特定值，则更换清洗溶液后，再重复步骤S4，重新启动清洗，直到光固化3D打印成型件表面没有附着的液态光敏树脂材料为止。
9.根据权利要求8所述的一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置的工作方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述清洗溶剂为浓度95%以上的酒精溶液或其他适宜清洗附着在光固化3D打印成型件表面的液态光敏树脂材料的清洗溶剂。
10.根据权利要求8所述的一种用于激光立体光固化3D打印成型件的清洗装置的工作方法，其特征在于，所述步骤S5中，检测清洗溶剂的浓度时，将箱体（1）侧壁上的连通阀（8）打开，箱体（1）内的清洗溶剂通过连通阀（8）进入检测用盛液器（7），当检测用盛液器（7）中的清洗溶剂到一定高度后，关闭连通阀（8），在检测用盛液器（7）内放入检测用仪器，测出清洗溶剂的浓度；更换清洗溶液时，打开箱体（1）侧壁上的流出阀（6），将箱体（1）内的清洗溶剂排出，然后关闭流出阀（6），再向箱体（1）内注入新的清洗溶剂。
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