CN108773067A - 液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法 - Google Patents

液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108773067A
CN108773067A CN201810652715.3A CN201810652715A CN108773067A CN 108773067 A CN108773067 A CN 108773067A CN 201810652715 A CN201810652715 A CN 201810652715A CN 108773067 A CN108773067 A CN 108773067A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
seperation film
liquid bath
transmitting plate
fixed platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810652715.3A
Other languages
English (en)
Inventor
宋战波
彭剑
何振波
祁杨停
陈小强
李喜露
初天龙
周利锋
雷光英
吕启涛
高云峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd filed Critical Han s Laser Technology Industry Group Co Ltd
Priority to CN201810652715.3A priority Critical patent/CN108773067A/zh
Publication of CN108773067A publication Critical patent/CN108773067A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B29C64/124Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/255Enclosures for the building material, e.g. powder containers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/379Handling of additively manufactured objects, e.g. using robots
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Robotics (AREA)

Abstract

本发明涉及一种液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法,液槽装置包括:固定平台;承托结构,包括托板及透光板;液槽结构,包括液槽主体及分离膜,分离膜与承托结构共同形成通气间隙;气动分离机构,用于往分离膜与透光板之间通入气体,或将分离膜与承托结构之间的气体抽出。上述液槽装置,气动分离机构可对分离膜与承托结构之间的通气间隙供气,以使分离膜发出形变以与透光板分离而破坏分离膜与透光板之间的真空环境,因此分离膜可由于自身的延展性跟随打印层发生形变,打印层最终可轻松地从分离膜上分离。而当气动分离机构对分离膜与承托结构之间的通气间隙抽气时,可使分离膜重新贴附于透光板上而准备进行下一次打印。

Description

液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法
技术领域
本发明涉及三维打印技术领域,特别是涉及一种液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法。
背景技术
随着科技的进步与生产水平的提高,三维打印(3DP,Three Dimension Printing)技术作为一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术,由于其可以自动、快速、直接并且精确地将三维设计转化为实物模型,因此在制造业、医疗行业、建筑设计、文物保护等各个领域中的使用越来越广泛。其中,面曝式光固化3D打印技术通过逐层固化液槽里盛放的光敏树脂以实现模型打印制造,由于其成型精度高,打印速度快,因此越来越多的被大众接受并广泛应用。
但目前的面曝式光固化3D打印系统,在光敏树脂固化后容易形成真空环境,使打印模型与液槽的底壁难以分离,从而导致分离力增大、分离声音较大以及模型精度变差等问题,尤其影响大面积固化成型。
传统的打印机液槽与模型分离方法,大多采用液槽倾斜翻转式,即液槽在电机等动力源的带动下,绕轴翻转使液槽发生一定角度倾斜,从而实现打印模型分离,但这种分离方法通过直接撕扯打印模型达到分离效果,该打印模型分离方法的分离力依然较大,容易导致打印模型产生层纹和错位等缺陷,进而影响打印精度。
发明内容
基于此,有必要针对打印模型的液槽难以分离的问题,提供一种可快速分离打印模型与液槽的液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法。
一种液槽装置,所述液槽装置包括:
固定平台,贯穿开设有平台通孔;
承托结构,支撑于所述固定平台上,所述承托结构包括托板及限位于所述托板的透光板,所述透光板在所述固定平台上的正投影覆盖所述平台通孔;
液槽结构,支撑于所述承托结构远离所述固定平台一侧,所述液槽结构包括液槽主体及限位于所述液槽主体的分离膜,所述分离膜在所述承托结构上的正投影覆盖所述透光板并与所述承托结构共同形成通气间隙;以及
气动分离机构,与所述通气间隙连通,所述气动分离机构用于往分离膜与透光板之间通入气体以使所述分离膜与所述透光板分离,或将所述分离膜与所述承托结构之间的气体抽出以使所述分离膜与所述透光板贴合;
其中,所述承托结构与所述液槽结构共同形成以所述分离膜与所述透光板为底壁、所述液槽主体为侧壁的液槽,所述平台通孔、所述透光板及所述分离膜共同形成连通所述液槽的光线通路。
上述液槽装置,气动分离机构可对分离膜与承托结构之间的通气间隙供气,以使分离膜发出形变以与透光板分离而破坏分离膜与透光板之间的真空环境,因此分离膜可由于自身的延展性跟随打印层发生形变,从而抵消作用在打印层上的大气压力,打印层最终可轻松地从分离膜上分离。而当气动分离机构对分离膜与承托结构之间的通气间隙抽气时,可使分离膜重新贴附于透光板上而准备进行下一次打印。如此,该液槽装置可使固化后的光敏树脂轻松脱离液槽,从而避免对模型造成伤害,提高了打印精度。
在其中一个实施例中,所述托板支撑于所述固定平台一侧,所述托板贯穿开设有与所述平台通孔对应且连通的托板通孔,所述透光板封闭所述托板通孔远离所述固定平台一端。
在其中一个实施例中,所述液槽主体支撑于所述固定平台远离所述固定平台一侧,所述液槽主体贯穿开设有连通所述透光板的容纳孔,所述分离膜封闭所述容纳孔靠近所述固定平台一端且覆盖所述透光板。
在其中一个实施例中,所述分离膜包括分离部及环绕所述分离部的固定部,所述分离部的外轮廓与所述透光板的外轮廓重合,所述固定部限位于所述液槽主体靠近托板一侧表面。
在其中一个实施例中,所述液槽主体靠近所述固定平台一侧开设有限位槽,所述液槽结构还包括限位件,所述限位件收容于所述限位槽内以与限位槽共同形成曲折的限位间隙,所述固定部远离所述分离部一端收容于所述限位间隙内。
在其中一个实施例中,所述托板包括环绕所述托板通孔的第一台阶面、环绕所述第一台阶面远离托板通孔一侧的第二台阶面、以及环绕所述第二台阶面远离所述第一台阶面一侧的第三台阶面,所述第二台阶面相对所述固定平台的距离小于所述第三台阶面相对所述固定平台的距离且大于所述第一台阶面相对所述固定平台的距离;所述液槽主体包括与所述第二台阶面对应设置的第四台阶面及支撑于所述第三台阶面的第五台阶面;所述透光板支撑于所述第一台阶面上,且所述透光板远离所述固定平台一侧表面相对所述固定平台的距离大于所述第四台阶面相对所述固定平台的距离,所述分离膜的所述固定部连接所述分离部一端位于所述第二台阶面与所述第四台阶面之间并抵持于所述第四台阶面。
在其中一个实施例中,所述托板开设有通气孔,所述通气孔的两端分别连通所述通气间隙与所述托板接触所述固定平台一侧表面,所述气动分离机构通过所述通气孔连通所述通气间隙。
在其中一个实施例中,所述气动分离机构包括气源、供气回路以及抽气回路,所述通气间隙可选择地通过所述供气回路连通所述气源或通过所述抽气回路连通所述气源。
在其中一个实施例中,所述气动分离机构还包括换向阀,所述换向阀包括连通所述气源的进气端、连通所述供气回路的第一换向阀出气端、以及连通所述吸气回路的第二换向阀出气端,所述进气端可选择地连通所述第一换向阀出气端与所述气源或所述第二换向阀出气端与所述气源。
在其中一个实施例中,所述抽气回路包括真空发生单元,所述真空发生单元用于抽取所述通气间隙内的气体。
一种三维打印设备,包括上述的液槽装置,所述三维打印设备还包括成型托板,所述成型托板位于所述底壁远离所述固定平台一侧并可相对所述底壁在所述平台通孔的轴线方向上移动。
一种打印模型分离方法,包括以下步骤:
气体逐渐进入分离膜与透光板之间,所述分离膜逐渐自其边缘至中心与透光板逐渐分离;
当所述分离膜与所述透光板之间形成第一预设距离时,所述液槽结构停止运动,打印模型向远离所述分离膜方向运动以与所述分离膜分离;
分离膜与透光板之间的气体逐渐排出,所述分离膜与所述透光板紧密贴合。
附图说明
图1为一实施例的三维打印设备的部分结构示意图;
图2为图1所示的三维打印设备的承托结构与液槽结构的示意图;
图3为图1所示的三维打印设备在分离透光板与分离膜时的示意图;
图4为图1所示的三维打印设备在打印模型与分离膜分离后的示意图;
图5为一实施例的打印模型分离方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1及图2所示,本较佳实施例的一种面曝式光固化三维打印设备100,主要由软件与硬件两部分组成,其中硬件部分主要包括光机、液槽以及成型托板200,液槽用于盛放光敏树脂,光机间隔设于液槽下方,成型托板200位于液槽上方并可相对液槽上下移动,打印模型300形成于该成型托板200上。
具体地,成型托板200可相对液槽上下移动以与液槽的底壁共同形成固化空间(固化空间的高度一般为50μm-100μm,可根据所需打印精度进行调节)。软件部分产生的影像信号经过数字处理后,通过光机投影至液槽的底部,位于固化空间内的液态光敏树脂与光接触的瞬间发生交联反应而固化,未与光接触的光敏树脂则继续保持液态。如此,液态的光敏树脂在光机发出的光的照射下从液槽的底部开始固化,当触碰到成型托板200时停止继续向上固化以形成一层具有特定图案的打印层。然后,成型托板200上升一定高度,已固化的树脂粘附在成型托板200上而跟随成型托板200上升,从而与液槽的底壁分离而形成新的固化空间,光机发出的光继续投影至该固化空间以在之前的打印层下方形成新的打印层。如此,上述步骤不断重复,单层打印层可逐层积累,最终形成完整的打印模型300。
从上述成型过程可知,当形成一层打印层后,由于固化的光敏树脂的体积存在一定程度的缩小(基于光敏树脂的结构特性),但打印层仍然处于液态的光敏树脂的包围内,因此打印层与液槽的底壁之间将形成真空环境,打印层受到的液态的光敏树脂的压力以及大气压力的共同作用。如果此时将打印层与液槽的底壁硬性脱开,将导致打印层在液压及大气压力下发生变形,从而影响打印层的分离效果。而且,由于三维打印设备100通过逐层打印的方式构造打印模型300,因此每一打印后形成的打印层均需与液槽的底壁完成一次分离,将会严重影响打印模型300的最终成型效果。
图1为本发明一较佳实施例的三维打印设备100的液槽装置,为了便于说明,仅示出与本发明实施例相关的部分。
液槽装置包括固定平台20、承托结构40、液槽结构60以及气动分离机构80。其中,固定平台20用于承载承托结构40与液槽结构60,承托结构40与液槽结构60共同形成具有底壁与侧壁的液槽用于盛装液态光敏树脂,气动分离机构80用于破坏打印过程中形成的真空环境,从而使打印层可与液槽的底壁轻松分离,避免打印层受到过大分离力造成打印模型300精度变差的问题。
固定平台20为具有一定厚度的平板状结构以承载承托结构40,平台通孔21贯穿开设于固定平台20的中部以允许光线通过。其中平台通孔21可为矩形、圆形等形状。可以理解,平台通孔21的形状不限,可根据不同需要设置为不同形状。
承托结构40支撑于固定平台20上,包括托板41及限位于托板41的透光板43,透光板43通过托板41安装于固定平台20。
具体在本较佳实施例中,托板41的外径小于固定平台20的外径并固定于固定平台20上,托板41的中部贯穿开设有与平台通孔21对应且连通的托板通孔412,托板通孔412的轮廓与平台通孔21的轮廓完全相同,且托板通孔412的中心轴线与平台通孔21的中心轴线完全重合。如此,光机发出的光线可穿过固定平台20射入托板41中。
进一步在本较佳实施例中,托板41远离固定平台20一侧表面包括环绕托板通孔412的第一台阶面414、环绕第一台阶面414远离托板通孔412一侧的第二台阶面416、以及环绕第二台阶面416远离第一台阶面414一侧的第三台阶面418。第一台阶面414相对固定平台20之间的距离小于第二台阶面416相对固定平台20之间的距离以支撑并限位透光板43,第三台阶面418相对固定平台20之间的距离大于第二台阶面416相对固定平台20之间的距离以支撑液槽主体61。透光板43的边缘限位于托板41的第一台阶面414上并封闭托板通孔412远离固定平台20一端,且透光板43在固定平台20上的正投影覆盖平台通孔21。在本较佳实施例中,透光板43通过粘合剂粘结于托板41的第一台阶面414上而相对托板41固定。可以理解,在其它实施例中,透光板43与托板41的固定方式不限于此。如此,光机发出的光线可依次穿过固定平台20的平台通孔21与托板41的托板通孔412到达透光板43。
透光板43可由玻璃材料制成,因此在允许光线穿过同时具有一定刚度而具有足够支撑作用,且透光板43平整、无气泡且无条纹,从而进一步提高了打印模型300的精度。可以理解,形成透光板43的材料不限于此,也可为其它可形成光线透过率高、具有一定刚度以可起到支撑作用的透光板43的其它材料。
请继续参阅图1,液槽结构60支撑于承托结构40远离固定平台20一侧以与承托结构40共同形成具有侧壁与底壁的液槽以容纳液态的光敏树脂。液槽结构60包括液槽主体61及分离膜63,液槽主体61用于形成有液槽的侧壁,并将分离膜63安装于承托结构40上并与透光板43共同形成液槽的底壁。
具体地,液槽主体61支撑于托板41远离固定平面的第三台阶面418,液槽主体61的中部贯穿开设有容纳孔612,容纳孔612的轮廓环绕于透光板43的轮廓外,以使透光板43完全暴露于容纳孔612,穿过透光板43的光线可进入容纳孔612内。
分离膜63包括分离部632及环绕分离部632的固定部634,分离部632的外轮廓与透光板43的外轮廓重合以共同形成液槽的底壁,固定部634限位于液槽主体61靠近托板41一侧表面而可跟随液槽主体61移动,且固定部634与托板41共同形成通气间隙以连通气动分离机构80。具体在本实施例中,分离膜63为一种透光薄膜,对紫外光、可见光具有很好的穿透性,折射系数较低并具有一定的柔韧性与延展性以可发生一定程度的弹性形变,并且与固化后的光敏树脂具有良好的分离性而便于与打印层分离。
如此,承托结构40与液槽结构60共同形成以分离膜63与透光板43为底壁、液槽主体61为侧壁的液槽,平台通孔21、透光板43及分离膜63共同形成连通液槽的光线通路。分离膜63由于与光敏树脂具有较高的分离性而可与由光敏树脂固化形成的打印层快速分离,透光板43则为分离膜63提供足够的支撑。与此同时,由于透光板43与分离膜63均为透明结构,因此光机发出的光线可经过平台通孔21与托板通孔412后依次穿过透光板43与分离膜63而使液槽内的液态的光敏树脂固化。
在一些实施例中,液槽主体61设有与第二台阶面416对应并间隙设置的第四台阶面614及支撑于第三台阶面418的第五台阶面,第四台阶面614相对固定平台20的距离小于第五台阶面相对固定平台20的距离,第四台阶面614相对固定平台20的距离小于透光板43远离固定平台20一侧表面相对固定平台的距离。如此,分离膜63的分离部632覆盖于的透光板43上,分离膜63的固定部634连接分离部632一端位于第二台阶面416与第四台阶面614之间并抵持于第四台阶面614,因此在第四台阶面614的限位下,分离部632相对固定平台20的距离大于抵持于第四台阶面614的固定部634相对固定平台20的距离。因此,当透光板43与分离膜63紧密贴合时,透光板43使分离膜63的分离部632相对其周围的固定部634突出而产生一个应力顶紧,从而使分离膜63维持一定张力而提高打印模型300的精度。
在一个实施例中,第五台阶面凹陷开设有限位槽616,液槽结构60还包括限位件65,限位件65的形状与限位槽616的形状匹配以收容于限位槽616内,并通过螺钉等紧固件与液槽主体61固接。如此,液槽主体61与限位件65共同形成曲折延伸的限位间隙,分离膜63的固定部634经过第二台阶面416延伸至限位槽616内,从而被液槽主体61与限位件65固定夹持,因此使液槽具有更好的密封效果而进一步避免液态的光敏树脂泄漏。具体在其中一个实施例中,限位槽616的横截面呈矩形,限位槽616的深度为5mm-8mm,因此在起到足够的固定做作用的同时使分离膜63的固定部634的尺寸较小而减少了分离膜63的使用量,从而节约了生产成本。可以理解,在其它实施例中,限位槽616的形状与尺寸不限于此,可根据需要设置。
如图1及图2所示,在一实施例中,托板41开设有通气孔411,通气孔411的两端分别连通通气间隙与托板41接触固定平台20一侧表面,气动分离机构80通过通气孔411连通通气间隙。具体地,通气孔411与托板41的第二台阶面416连通,由于分离膜63的固定部634连接分离部632一端覆盖于第二台阶面416,因此通气孔411连接第二台阶面416与分离膜63之间的通气间隙,从而通过通气间隙连通分离膜63与透光板43之间的间隙。
气动分离机构80包括气源81、供气回路84与抽气回路85,供气回路84的进气端连通气源81,通气间隙可选择地通过供气回路84连通气源81或通过抽气回路85连通气源81,抽气回路85包括真空发生单元852,真空发生单元852用于抽取通气口411内的空气以使分离膜63与透光板43紧密贴合。如此,气源81可为供气回路84与抽气回路85提供压缩气体,当气源81与通气间隙通过供气回路84连通时,供气回路84可将该压缩气体输送至托板41与分离膜63之间的间隙,压缩气体进而进入分离膜63与透光板43之间以使分离膜63与透光板43分离而破坏两者之间的真空环境。而当气源81与通气间隙通过抽气回路85连通时,抽气回路85可在气源81产生的压缩气体的作用下产生真空吸力以吸出透光板43与分离膜63之间的气体,从而使分离膜63与透光板43重新紧密贴合。
气动分离机构80还包括换向阀83,以切换供气回路84或抽气回路85使其中一者工作。具体地,换向阀83包括连通气源81的换向阀进气端832、可选择地连通换向进气端832与供气回路84的第一换向阀出气端834、以及可选择地连通换向阀进气端832与抽气回路85的第二换向阀出气端836。当第一换向阀83导通时,换向阀进气端832连通供气回路84,气源81产生的压缩气体通过换向阀83从第一换向阀出气端834输送至供气回路84;当第二换向阀出气端836导通时,换向阀进气端832连通抽气回路85,气源81产生的压缩气体通过换向阀83从第二换向阀出气端836输送至抽气回路85。具体在一实施例中,换向阀83为电磁换向阀。
进一步地,托板41对称开设有两个通气口,两个通气口411均分别连接供气回路84与抽气回路85,同时对托板41与分离膜63之间的间隙通气或吸气,从而使分离膜63的两端同步产生形变。两个通气口411分别连接有一个三通接头86,该三通接头86包括相互连通的一个出气口与两个进气口,其中出气口连通托板41的通气口411,两个进气口分别连通供气回路84与抽气回路85。如此,当供气回路84工作时,供气回路84通过两个三通接头86连通通气口411以为通气口411输送气体;当抽气回路85工作时,抽气回路85通过两个三通接头86连通通气口411以通过通气口411抽出气体。
供气回路84包括一个第一三通接管843,第一三通接管843包括一个进气口及两个出气口,第一三通接管843的两个出气口分别连通两个三通接头86的进气口,第一三通接管843的进气口连通换向阀83的第一换向阀出气端834。如此,第一换向阀出气端834输出的气流可经过的第一三通接管843流入两个三通接头86。
抽气回路85包括一个第二三通接管854,第二三通接管854包括三个抽气口,其中一个抽气口连通真空发生单元852,另外两个抽气口分别连通两个三通接头86的进气口。如此,真空发生单元852可通过第二三通接管854抽取两个三通接头86中的气体,进而抽取通气孔中的气体。
在一实施例中,气动分离机构80还包括减压阀82,减压阀82的进气端连通气源81,减压阀82的出气端连通换向阀83,从而减小进入换向阀83的气流压力,适应不同的工况要求。
在一实施例中,供气回路84还包括调速阀841,调速阀841连接于换向阀83与第一三通接管843之间,以进一步调节气流的流速。
如图4及图5所示,优选地,在一个实施例中,气动分离机构80的工作过程如下:
首先,气源81提供压缩气体,该压缩气体经过减压阀82减压后进入换向阀83中。此时,换向阀83一端得电而使第一换向阀出气端834开启,气流经过该第一换向阀出气端834进入调速阀841,经过调速阀841减速调节后,气流进入第一三通接管843内,然后通过第一三通接管843分流进入两个三通接头86,最后通过托板41上开设的通气孔进入分离膜63与透光板43之间。随着气体量的逐渐增加,分离膜63被慢慢顶起,分离膜63的边缘首先与透光板43分离,分离膜63与透光板43之间的真空环境被破坏。接下来,成型托板200带动打印模型300向上运动而使打印模型300与分离膜63分离。
而当成型托板200带动打印模型300分离后,换向阀83的另一端得电而使得第二换向阀出气端836开启,气流经过该第二换向阀出气端836进入真空发生单元852,真空发生单元852产生真空吸力。因此分离膜63与透光板43之间的气体反向流动,通过两个第二三通接头86汇聚于第二三通管而进入真空发生单元852内并被真空发生单元852排出,从而重新营造真空环境,保证了下一次打印模型300的平面精度。之后,成型托板200带动打印模型300向下复位直至打印模型300与分离膜63形成一个新的固化空间。
上述液槽装置,在打印过程中,分离膜63与透光板43贴合,分离膜63位于液槽内一侧与成型托板200之间形成固化空间,位于该固化空间内的液态光敏树脂在光的作用下固化而形成打印层,而由于固化后的光敏树脂依然位于液态光敏树脂的包围中,且固化后的树脂的体积减小,从而在打印层与分离膜63之间形成真空环境。而且,由于分离膜63一次次受到打印层的挤压,因此分离膜63与透光板43之间也形成真空环境。
如此,当成型托板200试图向上运动而使打印层离开分离膜63时,打印层需要承受液态光敏树脂的压力与外界大气压力,因此分离难度较大,容易因为较大的分离力导致打印层堆叠形成的模型产生层纹和错位等缺陷。而由于该液槽装置设有气动分离机构80,气动分离机构80可使驱动液槽主体61运动而使分离膜63产生弹性形变并其边缘至中心与透光板43逐渐分离,此时外界空气进入分离膜63与透光板43之间,因此分离膜63与透光板43之间的真空环境遭到破坏,作用在分离膜63上的大气压力被抵消,此时当成型托板200向上运动时,分离膜63可跟随打印层发生形变而抵消作用在打印层上的大气压力,打印层最终可轻松地从分离膜63上分离。如此,该液槽装置可使固化后的光敏树脂轻松脱离液槽,从而避免对模型造成伤害,提高了打印精度。
如图5所示,本较佳实施例的三维打印设备100的打印模型300的分离方法包括以下步骤:
步骤S110:气体逐渐进入分离膜63与透光板43之间,所述分离膜63逐渐自其边缘至中心与透光板43逐渐分离。
具体地,气动分离机构80产生的气体进入分离膜63与透光板43之间,分离膜63由边缘至中心被气体顶起而发生弹性形变,分离膜63的分离部632自边缘至中心逐渐与透光板43分离,外界空气逐渐进入分离膜63与透光板43之间而破坏两者之间的真空环境。
步骤S120:当分离膜63与透光板43之间形成第一预设距离时,液槽结构60停止运动,打印模型300向远离分离膜63方向运动以与分离膜63分离。
具体地,当分离膜63与透光板43之间形成的第一预设距离时,气动分离机构80暂停工作而使液槽结构60停止运动,由于形变后的分离膜63抵消了作用在打印层上的大气压力,因此打印层可轻松脱离分离膜63,从而避免打印层因脱离力过大而发生形变。
打印模型300分离后,气动分离机构80抽出分离膜63与透光板43之间的空气,分离膜63与透光板43重新贴合,并且突出的透光板43的作用下保持一定张力。之后成型托板200带动打印模型300向下运动直至打印模型300的底面与分离膜63距离一个固化空间厚度,准备下一次打印。
如此,上述步骤不断循环以打印出完整的打印模型300。由于气动分离机构80破坏了分离膜63与透光板43之间的真空环境,使分离膜63不再因大气压力与透光板43紧密贴合,因此打印模型300可利用分离膜63的延展性轻易脱离分离膜63,减小了打印模型300从液槽的底壁分离的分离力,避免打印模型300在较大分离力的作用下变形,提高了打印模型300的分离效果,提高了打印模型300的精度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种液槽装置,其特征在于,所述液槽装置包括:
固定平台,贯穿开设有平台通孔;
承托结构,支撑于所述固定平台上,所述承托结构包括托板及限位于所述托板的透光板,所述透光板在所述固定平台上的正投影覆盖所述平台通孔;
液槽结构,支撑于所述承托结构远离所述固定平台一侧,所述液槽结构包括液槽主体及限位于所述液槽主体的分离膜,所述分离膜在所述承托结构上的正投影覆盖所述透光板并与所述承托结构共同形成通气间隙;以及
气动分离机构,与所述通气间隙连通,所述气动分离机构用于往分离膜与透光板之间通入气体以使所述分离膜与所述透光板分离,或将所述分离膜与所述承托结构之间的气体抽出以使所述分离膜与所述透光板贴合;
其中,所述承托结构与所述液槽结构共同形成以所述分离膜与所述透光板为底壁、所述液槽主体为侧壁的液槽,所述平台通孔、所述透光板及所述分离膜共同形成连通所述液槽的光线通路。
2.根据权利要求1所述的液槽装置,其特征在于,所述托板支撑于所述固定平台一侧,所述托板贯穿开设有与所述平台通孔对应且连通的托板通孔,所述透光板封闭所述托板通孔远离所述固定平台一端。
3.根据权利要求2所述的液槽装置,其特征在于,所述液槽主体支撑于所述固定平台远离所述固定平台一侧,所述液槽主体贯穿开设有连通所述透光板的容纳孔,所述分离膜封闭所述容纳孔靠近所述固定平台一端且覆盖所述透光板。
4.根据权利要求3所述的液槽装置,其特征在于,所述分离膜包括分离部及环绕所述分离部的固定部,所述分离部的外轮廓与所述透光板的外轮廓重合,所述固定部限位于所述液槽主体靠近托板一侧表面。
5.根据权利要求4所述的液槽装置,其特征在于,所述液槽主体靠近所述固定平台一侧开设有限位槽,所述液槽结构还包括限位件,所述限位件收容于所述限位槽内以与限位槽共同形成曲折的限位间隙,所述固定部远离所述分离部一端收容于所述限位间隙内。
6.根据权利要求4所述的液槽装置,其特征在于,所述托板包括环绕所述托板通孔的第一台阶面、环绕所述第一台阶面远离托板通孔一侧的第二台阶面、以及环绕所述第二台阶面远离所述第一台阶面一侧的第三台阶面,所述第二台阶面相对所述固定平台的距离小于所述第三台阶面相对所述固定平台的距离且大于所述第一台阶面相对所述固定平台的距离;所述液槽主体包括与所述第二台阶面对应设置的第四台阶面及支撑于所述第三台阶面的第五台阶面;所述透光板支撑于所述第一台阶面上,且所述透光板远离所述固定平台一侧表面相对所述固定平台的距离大于所述第四台阶面相对所述固定平台的距离,所述分离膜的所述固定部连接所述分离部一端位于所述第二台阶面与所述第四台阶面之间并抵持于所述第四台阶面。
7.根据权利要求1所述的液槽装置,其特征在于,所述托板开设有通气孔,所述通气孔的两端分别连通所述通气间隙与所述托板接触所述固定平台一侧表面,所述气动分离机构通过所述通气孔连通所述通气间隙。
8.根据权利要求1所述的液槽装置,其特征在于,所述气动分离机构包括气源、供气回路以及抽气回路,所述通气间隙可选择地通过所述供气回路连通所述气源或通过所述抽气回路连通所述气源。
9.根据权利要求8所述的液槽装置,其特征在于,所述气动分离机构还包括换向阀,所述换向阀包括连通所述气源的换向阀进气端、可选择地连通所述换向阀进气端与所述供气回路的第一换向阀出气端、以及可选择地连通所述换向阀进气端与所述抽气回路的第二换向阀出气端。
10.根据权利要求9所述的液槽装置,其特征在于,所述抽气回路包括真空发生单元,所述真空发生单元用于抽取所述通气间隙内的气体。
11.一种三维打印设备,其特征在于,包括如权利要求1-10任意一项所述的液槽装置,所述三维打印设备还包括成型托板,所述成型托板位于所述底壁远离所述固定平台一侧并可相对所述底壁在所述平台通孔的轴线方向上移动。
12.一种打印模型分离方法,其特征在于,包括以下步骤:
气体逐渐进入分离膜与透光板之间,所述分离膜逐渐自其边缘至中心与透光板逐渐分离;
当所述分离膜与所述透光板之间形成第一预设距离时,所述液槽结构停止运动,打印模型向远离所述分离膜方向运动以与所述分离膜分离;
分离膜与透光板之间的气体逐渐排出,所述分离膜与所述透光板紧密贴合。
CN201810652715.3A 2018-06-22 2018-06-22 液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法 Pending CN108773067A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810652715.3A CN108773067A (zh) 2018-06-22 2018-06-22 液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810652715.3A CN108773067A (zh) 2018-06-22 2018-06-22 液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108773067A true CN108773067A (zh) 2018-11-09

Family

ID=64026341

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810652715.3A Pending CN108773067A (zh) 2018-06-22 2018-06-22 液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108773067A (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109664507A (zh) * 2019-02-20 2019-04-23 广州黑格智造信息科技有限公司 3d打印料盘及3d打印料盘的曝光剥离工艺
CN109822901A (zh) * 2019-03-04 2019-05-31 江苏锐辰光电技术有限公司 一种激光3d打印机树脂池
CN110171136A (zh) * 2019-06-11 2019-08-27 杭州德迪智能科技有限公司 一种高效线扫描光固化成像装置和方法
CN111469403A (zh) * 2020-06-15 2020-07-31 广州黑格智造信息科技有限公司 光固化3d打印方法及光固化3d打印系统
WO2020168808A1 (zh) * 2019-02-20 2020-08-27 广州黑格智造信息科技有限公司 3d打印料盘、3d打印设备及曝光剥离工艺
WO2020206088A1 (en) * 2019-04-02 2020-10-08 NEXA3D Inc. Tank assembly and components thereof for a 3d printing system
CN111958969A (zh) * 2020-09-24 2020-11-20 扬州大学 一种fdm型3d打印机气动式快速取模平台
CN111958968A (zh) * 2020-09-24 2020-11-20 扬州大学 一种fdm型3d打印机电磁式快速取模平台
CN113386346A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 塑成科技(北京)有限责任公司 气压控制方法及气压控制装置
CN113386348A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 塑成科技(北京)有限责任公司 气压供给装置、3d打印气压供给系统及3d打印系统
US11167473B2 (en) 2019-03-18 2021-11-09 NEXA3D Inc. System for additive manufacture
US11203156B2 (en) 2018-08-20 2021-12-21 NEXA3D Inc. Methods and systems for photo-curing photo-sensitive material for printing and other applications
US11220055B2 (en) 2018-11-09 2022-01-11 NEXA3D Inc. Three-dimensional printing system
CN114905736A (zh) * 2021-02-07 2022-08-16 源秩科技(上海)有限公司 一种光固化三维打印装置和打印方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201308662D0 (en) * 2013-05-14 2013-06-26 Aghababaie Lin & Co Ltd Apparatus for fabrication of three dimensional objects
CN104786507A (zh) * 2015-05-12 2015-07-22 北京金达雷科技有限公司 一种光固化3d打印机的承载托盘及将打印物体分离的方法
CN104890245A (zh) * 2015-04-28 2015-09-09 北京金达雷科技有限公司 一种光敏树脂池及利用其的光固化3d打印机和打印方法
CN106466918A (zh) * 2015-08-11 2017-03-01 尖端积层股份有限公司 降低光照式拘束液面成型拉拔力的三维打印装置
CN106926449A (zh) * 2015-12-29 2017-07-07 扬明光学股份有限公司 液体容置槽及立体列印装置以及立体列印方法
CN206937992U (zh) * 2017-05-31 2018-01-30 广东高登铝业有限公司 一种闭环气动控制系统
CN206937982U (zh) * 2017-05-31 2018-01-30 广东高登铝业有限公司 一种3d成形分离系统

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201308662D0 (en) * 2013-05-14 2013-06-26 Aghababaie Lin & Co Ltd Apparatus for fabrication of three dimensional objects
CN104890245A (zh) * 2015-04-28 2015-09-09 北京金达雷科技有限公司 一种光敏树脂池及利用其的光固化3d打印机和打印方法
CN104786507A (zh) * 2015-05-12 2015-07-22 北京金达雷科技有限公司 一种光固化3d打印机的承载托盘及将打印物体分离的方法
CN106466918A (zh) * 2015-08-11 2017-03-01 尖端积层股份有限公司 降低光照式拘束液面成型拉拔力的三维打印装置
CN106926449A (zh) * 2015-12-29 2017-07-07 扬明光学股份有限公司 液体容置槽及立体列印装置以及立体列印方法
CN206937992U (zh) * 2017-05-31 2018-01-30 广东高登铝业有限公司 一种闭环气动控制系统
CN206937982U (zh) * 2017-05-31 2018-01-30 广东高登铝业有限公司 一种3d成形分离系统

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11865768B2 (en) 2018-08-20 2024-01-09 NEXA3D Inc. Methods for photo-curing photo-sensitive material for printing and other applications
US11203156B2 (en) 2018-08-20 2021-12-21 NEXA3D Inc. Methods and systems for photo-curing photo-sensitive material for printing and other applications
US11220055B2 (en) 2018-11-09 2022-01-11 NEXA3D Inc. Three-dimensional printing system
WO2020168808A1 (zh) * 2019-02-20 2020-08-27 广州黑格智造信息科技有限公司 3d打印料盘、3d打印设备及曝光剥离工艺
CN109664507B (zh) * 2019-02-20 2023-11-17 广州黑格智造信息科技有限公司 3d打印料盘及3d打印料盘的曝光剥离工艺
CN109664507A (zh) * 2019-02-20 2019-04-23 广州黑格智造信息科技有限公司 3d打印料盘及3d打印料盘的曝光剥离工艺
CN109822901A (zh) * 2019-03-04 2019-05-31 江苏锐辰光电技术有限公司 一种激光3d打印机树脂池
US11167473B2 (en) 2019-03-18 2021-11-09 NEXA3D Inc. System for additive manufacture
WO2020206088A1 (en) * 2019-04-02 2020-10-08 NEXA3D Inc. Tank assembly and components thereof for a 3d printing system
AU2020253460B2 (en) * 2019-04-02 2023-03-30 NEXA3D Inc. Tank assembly and components thereof for a 3D printing system
US11559945B2 (en) 2019-04-02 2023-01-24 NEXA3D Inc. Membrane assembly for a 3D printing system
CN113631353A (zh) * 2019-04-02 2021-11-09 耐克森三维有限公司 用于3d打印系统的箱组件及其部件
US10967573B2 (en) 2019-04-02 2021-04-06 NEXA3D Inc. Tank assembly and components thereof for a 3D printing system
KR20210143768A (ko) * 2019-04-02 2021-11-29 넥사3디 인코포레이티드 3d 프린팅 시스템용 탱크 조립체 및 그 구성요소
JP7325856B2 (ja) 2019-04-02 2023-08-15 ネクサ3ディー インコーポレイテッド 3d印刷システムのためのタンク組立体及びその構成要素
KR102537953B1 (ko) * 2019-04-02 2023-05-30 넥사3디 인코포레이티드 3d 프린팅 시스템용 탱크 조립체 및 그 구성요소
JP2022528685A (ja) * 2019-04-02 2022-06-15 ネクサ3ディー インコーポレイテッド 3d印刷システムのためのタンク組立体及びその構成要素
CN110171136A (zh) * 2019-06-11 2019-08-27 杭州德迪智能科技有限公司 一种高效线扫描光固化成像装置和方法
CN113386346B (zh) * 2020-03-13 2023-07-21 塑成科技(北京)有限责任公司 气压控制方法及气压控制装置
CN113386346A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 塑成科技(北京)有限责任公司 气压控制方法及气压控制装置
CN113386348B (zh) * 2020-03-13 2022-12-20 塑成科技(北京)有限责任公司 气压供给装置、3d打印气压供给系统及3d打印系统
CN113386348A (zh) * 2020-03-13 2021-09-14 塑成科技(北京)有限责任公司 气压供给装置、3d打印气压供给系统及3d打印系统
CN111469403B (zh) * 2020-06-15 2021-12-10 广州黑格智造信息科技有限公司 光固化3d打印方法及光固化3d打印系统
WO2021253748A1 (zh) * 2020-06-15 2021-12-23 广州黑格智造信息科技有限公司 光固化3d打印方法及光固化3d打印系统
CN111469403A (zh) * 2020-06-15 2020-07-31 广州黑格智造信息科技有限公司 光固化3d打印方法及光固化3d打印系统
CN111958968A (zh) * 2020-09-24 2020-11-20 扬州大学 一种fdm型3d打印机电磁式快速取模平台
CN111958969A (zh) * 2020-09-24 2020-11-20 扬州大学 一种fdm型3d打印机气动式快速取模平台
CN114905736A (zh) * 2021-02-07 2022-08-16 源秩科技(上海)有限公司 一种光固化三维打印装置和打印方法
CN114905736B (zh) * 2021-02-07 2024-05-28 源秩科技(上海)有限公司 一种光固化三维打印装置和打印方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108773067A (zh) 液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法
CN108943715A (zh) 液槽装置、设有其的三维打印设备及打印模型分离方法
CN104191625B (zh) Dlp光固化3d打印机的工作台组件
CN100540277C (zh) 用于通过固化材料层与构造面的改善的分离制造三维物体的方法
CN104890245B (zh) 一种光敏树脂池及利用其的光固化3d打印机和打印方法
US4301099A (en) Method and device for manufacturing a plastics record carrier
WO2021253748A1 (zh) 光固化3d打印方法及光固化3d打印系统
CN112265262B (zh) 一种光固化型3d打印装置
JPH06246838A (ja) 光造形装置
CN104875391A (zh) 一种3d打印机及其料槽,及料槽的制作方法
US11878472B2 (en) System for window separation in an additive manufacturing process
CN113927897B (zh) 一种高利用率的多材料树脂3d打印系统和方法
CN204076845U (zh) Dlp光固化3d打印机用树脂槽
CN208514968U (zh) 一种基于数字光处理的3d打印设备
CN108274744A (zh) 无分层连续式3d打印系统和打印方法及光学透镜元件
CN204749281U (zh) 一种3d打印机及其料槽
CN210477815U (zh) 3d打印系统
CN109421259A (zh) 一种利用气压变化加速固化物和防粘膜分离的3d打印机
TWI695776B (zh) 立體列印裝置及其製造方法
CN205439268U (zh) 容器、容器组及dlp三维打印机
CN208118433U (zh) 一种曲面贴合治具
KR102415399B1 (ko) 다중 세포 및 재료의 프린팅이 가능한, 마그네틱 체결 수조가 포함된 바이오 DLP(digital lighting processing) 3D 프린터
CN213472200U (zh) 一种光固3d打印机树脂槽结构
WO2020168808A1 (zh) 3d打印料盘、3d打印设备及曝光剥离工艺
CN111589477B (zh) 一种微通道器件加工工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Song Zhanbo

Inventor after: Lv Qitao

Inventor after: Gao Yunfeng

Inventor after: Yuan Jian

Inventor after: He Zhenbo

Inventor after: Qi Yangting

Inventor after: Chen Xiaoqiang

Inventor after: Li Xilu

Inventor after: Chu Tianlong

Inventor after: Zhou Lifeng

Inventor after: Lei Guangying

Inventor before: Song Zhanbo

Inventor before: Lv Qitao

Inventor before: Gao Yunfeng

Inventor before: Peng Jian

Inventor before: He Zhenbo

Inventor before: Qi Yangting

Inventor before: Chen Xiaoqiang

Inventor before: Li Xilu

Inventor before: Chu Tianlong

Inventor before: Zhou Lifeng

Inventor before: Lei Guangying

CB03 Change of inventor or designer information
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181109

RJ01 Rejection of invention patent application after publication