CN108790158A - 3d打印机成型平台调节装置及下投光光固化3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3D打印机成型平台调节装置及下投光光固化3D打印机。该成型平台调节装置包括:成型座托盘,设有至少三个中心线不在同一平面内的第一螺纹通孔,上表面压接于成型平台悬臂;成型座,上表面与成型座托盘的下表面相对,下表面用于附着待打印目标体;拉力部件,为杆状结构,一端贯穿成型座托盘与成型座紧固连接;能够绕其与成型座托盘的接触部位摆动;紧定部件,与第一螺纹通孔的数量相同,每个紧定部件的一端与一个第一螺纹通孔相配合,另一端能够顶紧成型座的上表面。该平台保证成型平台底面与液料盒底面完全贴合,每层打印中都可以保证成型平台的底面与液料盒的底面平行,保证打印零件高度的一致性,有效减少高度误差尺寸。
Description
技术领域
本发明属于3D打印设备技术领域,具体来说涉及一种3D打印机成型平台调节装置及下投光光固化3D打印机。
背景技术
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,是以数字模型文件为基础,运用可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置,它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变为实务。
液体光固化3D打印技术是用液体材料进行3D打印的一种增材制造技术,其基本原理是:用作打印的液体材料遇到紫外线或者其它波长的光源、射线的照射时被照射的部分会发生固化反应,由液态变成固态,用计算机精确控制光源的扫描路径或者曝光形状,即可获得与扫描路径或者曝光形状相同的固化层,逐层或者连续累加已固化的打印层即可得到一个完整的三维实体。光固化3D打印技术相对于其它打印技术具有成型时间短,打印精度高的特点,在珠宝首饰、医学应用、产品设计等领域有广阔的应用前景。
液体光固化3D打印技术分为上投光和下投光两种。其中,上投光技术中,光源在液体材料上方,固化反应发生在液体材料上表面;下投光技术中,光源在液体容器(料槽)底部,固化反应发生在容器底部,固化完一层以后需要将已固化的部分从料槽底部剥离即脱膜以便进行下一层的打印。
如图1所示为下投光光固化3D打印机结构示意图,其中,成型平台30固定于成型平台悬臂20上,在成型平台悬臂20的带动下,沿着机身10上的滑轨机构上下往复运动;液料盒40通过液料盒支撑装置0连接于机身101上。工作时,打印机的机械系统带动成型平台30下降到液料盒40内,使成型平台30的底面与液料盒40的底面紧密贴合后停止下降,投影光源在切片图像信息的驱动下将光源图像投影在液料盒104底面上,填充在成型平台30底面与液料盒40底面间隙的树脂,在光的照射下发生固化反应,待该层完全固化,投影光源关闭,然后成型平台30升起,附着在成型平台30底面的固化层随之一起上升,然后液料填充固化层与液料盒40底面之间的间隙,成型平台30下降,进入第二层打印,逐层循环将所有切片数据打印完,整个模型完成打印。
此外,还可以将图1所示的液料盒支撑装置50更换为弹性组件(如压力弹簧等),以此保证成型平台30与液料盒40底部的贴合。这样当成型平台30下压至理论成型面时,通过弹性组件形变产生压力将液料盒40压住成型平台30底面,可保证首次打印时,成型平台30底面的凸起部位能够与液料盒40的底面完全贴合,非凸起部位与液料盒40底面产生相对均匀的间隙,并且小于树脂(以打印材料树脂为例)单层固化厚度,从而保证间隙里的树脂均匀固化并完全附着在成型平台30下表面上,并在成型平台30升起时与液料盒40底面完全剥离,首层打印成功。
在打印第二层时,成型平台30底面与液料盒40底面不再接触,首层打印的构件模型下表面与液料盒40底面接触,由于液体树脂本身的粘度特性以及表面张力,构件模型下表面与液料盒40底面的夹层中仍然有少量的液体树脂不能完全挤出,会以薄膜的形式存在,液料盒40下方的弹性组件的设计原理决定了薄膜的厚度小于树脂单层固化厚度,才能保证该层打印成功。在液料盒40的两侧的弹性组件的压缩变形量一端大一端小时,弹性组件压缩量小的一端对液体树脂的压力要小于弹性组件压缩量大的一端,导致首层打印的构件模型下表面与液料盒40底面接触时,在弹性组件压缩量小的一端形成的液体树脂薄膜厚度要大于弹性组件压缩量大的一端形成的液体树脂薄膜厚度。在弹性组件两端的压缩量一致前,每一层打印中,弹性组件压缩量小的一端形成的液体树脂薄膜厚度均大于弹性组件压缩量大的一端形成的液体树脂薄膜厚度,由于成型平台30每次升高一个切片厚度,打印若干层后,弹性组件两端的压缩量差值会有每层打印中液体树脂薄膜的厚度差累积抵消,从而使两端的弹性组件压缩量一致。
两端的弹性组件压缩量一致后,由于弹性组件在此压缩量的设计弹压力满足将液料盒40底面与成型平台30底面之间的液体树脂薄膜厚度控制在一个切片厚度以内,且弹性组件自身的纤维不允许弹性组件通过液料盒40底面对液体树脂无限压缩,液体树脂薄膜的厚度等于成型平台30每次上升的切片厚度,使得整个模型构建得以打印成功。
但是,相对于投影光源,成型平台30属于相对运动部件,而液料盒40属于相对静止部件,当结构装配出现误差时,成型平台30由于与设备刚性连接,所产生的误差仍不可消除,液料盒40通过弹性组件调节可保证液料盒40底面所在平台达到与投影光源投影面的基本吻合;这种调节在正常打印过程中是有效的,但是在前几层打印时,由于成型平台30下压,液料盒40随着弹性组件变形来保证底面成型平台30底面相贴合,从而造成液料盒40底面与成型平台30底面在同一平面,使液料盒40的底面与光源无法保持垂直,从而导致每层打印的模型轮廓与理论值具有较大误差。另外,由于成型平台30与液料盒40贴合导致两端弹性组件压缩量不一致,其差值最终由模型构件的前几层来抵消,导致构件在弹性组件压缩量差异的两端高度不一致,构建上下表面不平行,由此导致构件尺寸误差较大。
而且,由于液料盒40通过弹性组件与设备连接,每打印一层,成型平台30下压,通过打印目标体的下面的液体树脂将压力传递给液料盒40,都有可能造成液料盒在水平方向上的跳动,从而导致打印零件在竖直方向具有较差的直线度,使打印零件里面粗糙度较大。
实际在3D打印机工作过程中,由于成型平台30与液料盒40本身零件的加工误差,在装配过程中人为因素导致的装配误差以及系统的累积误差,成型平台30底面与液料盒40底面在初始状态时就难以做到完全平行,首层打印时,成型平台30底面与液料盒40底面无法完全贴合,出现了液料盒40底部一部分与成型平台30底面接触,另一部分与成型平台30之间存有较大间隙,致使间隙较大部位填充的树脂厚度大于树脂单层固化厚道,固化无法完成,成型结构件无法附着在成型平台上,导致打印失败。
发明内容
本发明提出一种3D打印机成型平台调节装置,具体来说是一种应用于下投光光固化3D打印机的成型平台调节装置,通过该成型平台调节装置,可保证成型平台的底面与液料盒的底面完全贴合,并且在以后的每层打印中都可以保证成型平台的底面与液料盒的底面平行,保证打印零件高度的一致性,有效减少高度误差尺寸。同时可通过调节成型平台来消除系统误差,使液料盒优先调节到其底面与光源投影面吻合,并保持刚性连接,保证打印过程中液料盒的稳定性,消除由于跳动带来的竖直方向的直线度误差,有效提高打印零件的表面光滑度。
本发明提出的3D打印机成型平台调节装置一实施例中,该成型平台调节装置包括:成型座托盘、成型座、拉力部件以及紧定部件。
该成型座托盘设有至少三个第一螺纹通孔,上表面压接于成型平台悬臂且;所述至少三个第一螺纹通孔的中心线不在同一平面内;
成型座的上表面与所述成型座托盘的下表面相对,下表面用于附着待打印目标体;
拉力部件为杆状结构,一端与所述成型座托盘连接,另一端贯穿所述成型座托盘与所述成型座紧固连接;所述拉力部件能够绕其与所述成型座托盘的接触部位摆动;
紧定部件,与所述第一螺纹通孔的数量相同,每个所述紧定部件的一端与一个所述第一螺纹通孔相配合,另一端能够顶紧所述成型座的上表面。
在打印开始前,旋转所述紧定部件,使所述紧定部件的端部和所述成型座的上表面分离一定距离,通过打印机控制系统将所述成型平台调节装置下降至正常打印位置,所述成型座的下底面可以无约束地压在液料盒的底面上。由于所述拉力部件能够饶其与所述成型座托盘的接触部位摆动,在所述液料盒的底面倾斜时,所述成型座的底面压在所述液料盒的底面上时,所述成型座能够根据所述液料盒底面的倾斜角度摆动,进而使所述成型座的底面压在所述液料盒的底面时不会出现一侧高一侧低的现象。然后再旋紧所述紧定部件,使所述紧定部件的端部顶紧所述成型座的上表面,从而将所述成型座的底面紧压在所述液料盒的底面,形成均匀的间隙。
所述紧定部件在所述成型座的上表面形成顶推力,而所述拉力部件则拉紧所述成型座形成拉力,二者所形成的共轭力,能够保证所述成型座与所述成型座托盘保持相对固定,并维持所述成型座底面与所述液料盒底面的平行关系。
进一步地,在一些实施例中,所述至少三个第一螺纹通孔绕所述拉力部件周向布置。
当所述至少三个第一螺纹通孔绕所述拉力部件周向布置时,所述拉力部件处于所述紧定部件的中间,旋紧所述紧定部件后,所述拉力部件与所述紧定部件所形成的共轭力作用在所述成型座上更加均匀,从而使所述成型座与所述成型座托盘之间更为牢靠,并维持所述成型座底面与所述液料盒底面之间更为可靠的平行关系。
进一步地,在一些实施例中,所述拉力部件有两个,沿所述成型座托盘的中轴线对称布置,所述中轴线垂直于所述成型座托盘的上表面或/和下表面。
两个所述拉力部件分别沿所述成型座托盘的中轴线对称布置时,旋紧所述紧定部件后,所述拉力部件与所述紧定部件所形成的共轭力作用在所述成型座上更加均匀,从而使所述成型座与所述成型座托盘之间更为牢靠,并维持所述成型座底面与所述液料盒底面之间更为可靠的平行关系,而且增加了整体结构强度。
进一步地,在一些实施例中,每个所述拉力部件的两侧对称设有所述第一螺纹通孔。
通过将两个所述拉力部件的两侧分别对称设有所述第一螺纹通孔,旋紧所述紧定部件后,所述拉力部件与所述紧定部件所形成的共轭力作用在所述成型座上更加均匀,从而使所述成型座与所述成型座托盘之间更为牢靠,并维持所述成型座底面与所述液料盒底面之间更为可靠的平行关系。
进一步地,在一些实施例中,所述成型座托盘上设有沉孔,以及
所述拉力部件为拉力螺钉,所述拉力螺钉的螺帽端置于所述沉孔内,所述拉力螺钉的螺杆端穿过所述沉孔与所述成型座螺纹连接。
采用所述拉力螺钉作为所述拉力部件,其与所述成型座之间为螺纹连接,使得更换和拆卸更为方便、快捷,且所述拉力螺钉为常用零件,具有很高的通用性以及替换性。所述拉力螺钉在穿过所述成型座托盘时,所述拉力螺钉的螺杆与所述成型座托盘之间应保证具有一定的间隙,以使所述拉力螺钉能够绕二者的接触部位摆动。
进一步地,在一些实施例中,所述成型座托盘上设有球孔,以及
所述拉力部件的一端为与所述球孔相配合的球头,另一端穿过所述成型座托盘与所述成型座连接。
进一步地,在一些实施例中,所述成型座绕所述拉力部件与所述成型座托盘的接触部位在竖直方向的摆动高度为1毫米-3毫米。
通过保证所述成型座绕所述拉力部件与所述成型座托盘的接触部位的摆动在竖直方向具有1毫米-3毫米的行程,从而实现所述成型座底面基于水平位置具有2毫米左右的垂直移动,以及所述成型座底面两端具有2毫米左右高度差的摆动,以弥补装配导致的所述成型座底面与所述液料盒底面的平行度误差(一般此平行度误差小于1毫米),满足调平的需要。
进一步地,在一些实施例中,所述成型座的上表面中部设有一凹陷,以及
所述成型座托盘的下表面中部伸出一凸台,所述凸台伸入所述凹陷内,与所述凹陷相配合。
进一步地,在一些实施例中,所述成型座托盘与所述成型座之间通过密封圈密封。
通过在所述成型座托盘与所述成型座之间设置密封圈,从而将所述成型座托盘与所述成型座之间的空腔密封,可以避免在打印过程或操作过程中耗材或其它物体沿缝隙进入。
本发明还提出一种下投光光固化3D打印机,在一实施例中,该下投光光固化3D打印机包括:固定于机身上的投影光源及液料盒,能够在所述机身上做往复运动的成型平台悬臂,与所述成型平台悬臂连接的成型平台;
所述成型平台设有调节装置,用于调节所述成型平台的底面与所述液料盒底面的平行度;其中,该调节装置包括:
成型座托盘,设有至少三个第一螺纹通孔,上表面压接于所述成型平台悬臂;所述至少三个第一螺纹通孔的中心线不在同一平面内;
成型座,上表面与所述成型座托盘的下表面相对,下表面用于附着待打印目标体;
拉力部件,为杆状结构,一端贯穿所述成型座托盘与所述成型座紧固连接,所述拉力部件能够绕其与所述成型座托盘的接触部位摆动;
紧定部件,与所述第一螺纹通孔的数量相同,每一个所述紧定部件的一端与一个所述第一螺纹通孔相配合,另一端能够顶紧所述成型座的上表面。
通过本发明实施例提供的3D打印机成型平台调节装置,应用在下投光光固化3D打印机,可保证在打印过程中,通过拉力部件与紧定部件的配合,能够使成型平台的底面与液料盒的底面完全贴合,并且在以后的每层打印中都可以保证成型平台的底面与液料盒的底面平行,保证打印零件高度的一致性,有效减少高度误差尺寸。同时可通过调节成型平台来消除系统误差,使液料盒优先调节到其底面与光源投影面吻合,并保持刚性连接,保证打印过程中液料盒的稳定性,消除由于跳动带来的竖直通孔方向的直线度误差,有效提高打印零件的表面光滑度。
附图说明
图1所示为下投光光固化3D打印机结构示意图;
图2所示为本发明成型平台调节装置一实施例的结构示意图;
图3所示为本发明下投光光固化3D打印机实施例的结构示意图;
图4所示为图3所示视图的俯视图;
图5为图4所示视图的A-A视图;
图6为图4所示视图的B-B视图。
附图标记说明:
10-机身;20-成型平台悬臂;30-成型平台;40-液料盒;50-液料盒支撑装置;
301-成型座托盘;302-成型座;303-拉力部件;304-紧定部件;305-密封圈;306-抓持手柄;307-偏心凸轮手柄;308-定位柱塞;309-压块;3010-弹簧;3011-紧固螺钉;3012-防松螺母。
具体实施方式
以下结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明,以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而,以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的,而不是对本发明的限制。
如图2所示,为本发明成型平台调节装置一实施例的结构示意图。该成型平台调节装置具体来说应用于下投光光固化3D打印机,该成型平台调节装置包括:成型座托盘301、成型座302、拉力部件303以及紧定部件304。成型座托盘301的上表面压接于成型平台悬臂20上,且设有至少三个中心线不在同一条直线上平面内的第一螺纹通孔。成型座302的上表面与成型座托盘301的下表面相对,成型座302的下表面用于附着固化层打印目标体。拉力部件303一般为杆状结构,一端与成型座托盘301连接,另一端穿过贯穿成型座托盘301与成型座302紧固连接,拉力部件303能够绕其与成型座托盘301的连接部位接触部位摆动。紧定部件304与第一螺纹通孔的数量相同,并一一对应,每个紧定部件的一端与一个第一螺纹通孔相配合,另一端能够顶紧成型座302的上表面。
3D打印中的一个重点就是要保证成型平台30的底面与液料盒40的底面之间尽量的平行,以保证打印质量。但实际上,由于成型平台30与液料盒40本身的加工误差,再加上装配过程中认为因素导致的装配误差以及系统的累积误差,成型平台30的底面与液料盒40的底面在初始状态时就难以做到完全平行。首层打印时,成型平台30的底面与液料盒40的底部无法完全贴合,此时就会出现液料盒40底部的一部分与成型平台30底面接触,而另一部分则与成型平台30底面之间由较大的间隙,此间隙往往大于0.1毫米以上。而树脂(若打印原材为树脂)为了保证打印效果,单层固化厚度基本上都在0.1毫米以下,此时间隙较大部位填充的树脂厚度就大于树脂单层固化厚度,靠近成型平台30底面部位的树脂就不能完全固化,导致成型的结构件无法附着在成型平台上,首层打印失败,致使整个打印失败。
通过本发明实施例提供的成型平台调节装置,在模型打印开始前,先旋转紧定部件304,使紧定部件304的端部与成型座302的上表面分离一定的距离,通过打印机控制系统将成型平台调节装置下降至正常打印位置,此时,成型座302的下底面能够无约束地压在液料盒40的底面上。
由于拉力部件303能够绕其与成型座托盘301的接触部位摆动,在液料盒40的底面倾斜时,成型座302的底面无约束的压在液料盒40的地面上,能够随着液料盒40的底面倾斜角度进行自适应摆动调整,进而使成型座302的底面压在液料盒40的底面时不会出现一侧高一侧低的现象。然后,再旋紧紧定部件304,使紧定部件304的端部顶紧成型座302的上表面,从而将成型座302的底面紧压在液料盒40的底面,形成均匀的间隙。
由于紧定部件304在旋紧时,顶紧成型座302的上表面,进而产生顶推力;而拉力部件303则拉紧成型座,形成拉力。由紧定部件304所产生的顶推力与拉力部件303产生的拉力,二者之间形成共轭力,能够保证成型座302与成型座托盘301保持相对固定,并维持成型座302底面与液料盒40底面的平行关系。
在一实施例中,至少三个的第一螺纹通孔绕拉力部件303周向布置,这样拉力部件303处于多个紧定部件304的中间,旋紧紧定部件304后,拉力部件303与多个紧定部件304所形成的共轭力作用在成型座302上会更加均匀,从而使成型座302与成型座托盘301之间更为牢靠,并维持成型座302底面与液料盒40底面之间更为可靠的平行关系。
在此实施例中,拉力部件303设有两个,沿成型座托盘301的中轴线对称布置,此中轴线垂直于成型座托盘301的上表面或/和下表面。例如,可以沿成型座托盘301的左右方向(如图2所示)对称布置,或是沿成型座托盘301的前后方向对称布置,此处所说的前后方向为与图2所示左右方向垂直向里/向外的方向。两个拉力部件303分别沿成型座托盘301的中轴线对称布置时,旋紧紧定部件304后,拉力部件303与紧定部件304所形成的共轭力作用在成型座302上会更加均匀,从而使成型座302与成型座托盘301之间更为牢靠,并维持成型座302底面与液料盒40底面之间更为可靠的平行关系。
本实施例中,还通过在每个拉力部件303的两侧对称布置第一螺纹通孔,如此设计的作用亦是为了拉力部件303与紧定部件304之间形成的共轭力更加均匀,使成型座302与成型座托盘301之间更为牢靠,维持成型座302底面与液料盒40底面之间更为可靠的平行关系。
在其中一个实施例中,采用拉力螺钉作为拉力部件303,在成型座托盘301上设置沉孔,拉力螺钉的螺帽端置于沉孔内,螺杆段穿过沉孔与成型座302螺纹连接,拉力螺钉在穿过成型座托盘301时,螺杆部与成型座托盘301之间保证具有一定的间隙,以使拉力螺钉能够绕二者的接触部位摆动。拉力螺钉与成型座302之间采用螺纹连接能够保证更换、拆卸和维修更为快捷方便,且拉力螺钉为常用零件,具有很高的通用性及替换性。当然拉力螺钉与成型座302之间也可以采用其它的紧固连接方式,如焊接、卡接等。
在另外一实施例中,成型座托盘301上设有球孔,拉力部件303的一端为与球孔相配合的球头,另一端穿过成型座托盘301与成型座302连接。此处,拉力部件303与成型座托盘301之间采用球头与球孔的配合方式,类似于球较,拉力部件303相对于成型座托盘301的摆动则更加灵活。
在本实施例中,成型座302能够绕拉力部件303与成型座托盘301的接触部位摆动,且此摆动在竖直方向的摆动高度行程为1毫米-3毫米,从而实现了成型座302底面基于水平位置具有2毫米左右的垂直移动,以及成型座302底面两端具有2毫米左右高度差的摆动,借以弥补装配导致的成型座302底面与液料盒40底面之间的平行度误差(一般情况下,此平行度误差小于1毫米),满足调平的需要。
本实施例中,成型座302的上表面中部设有一凹陷,成型座托盘301的下表面中部设有一凸台。该凸台与该凹陷相配合,凸台伸入凹陷内。成型座302与成型座托盘301之间的空腔采用密封圈305进行密封,以避免在打印过程或操作过程中耗材或其它物体沿此缝隙进入。
通过本发明实施例提供的3D打印机成型平台调节装置,应用在下投光光固化3D打印机,可保证在打印过程中,通过拉力部件303与紧定部件304的配合,能够使成型平台30的底面与液料盒40的底面完全贴合,并且在以后的每层打印中都可以保证成型平台30的底面与液料盒40的底面平行,保证打印零件高度的一致性,有效减少高度误差尺寸。同时可通过调节成型平台30来消除系统误差,使液料盒40优先调节到其底面与光源投影面吻合,并保持刚性连接,保证打印过程中液料盒40的稳定性,消除由于跳动带来的竖直方向的直线度误差,有效提高打印零件的表面光滑度。
本发明还提供一下投光光固化3D打印机的实施例,如图3所示,为该实施例3D打印机的结构示意图。在该实施例中的,投影光源及液料盒40固定在机身10上,成型平台悬臂20通过滑轨机构能够在机身10上做往复运动,成型平台30与成型平台悬臂20连接,随着成型平台悬臂20带动做往复运动。
本实施中的下投光光固化3D打印机,成型平台30设有调节装置,用于调节成型平台30的底面与液料盒40底面的平行度。该调节装置包括:
成型座托盘301,上表面压接于成型平台悬臂20上,且设有至少三个中心线不在同一平面内的第一螺纹通孔;
成型座302,上表面与成型座托盘301的下表面相对,下表面用于附着待打印目标体;
拉力部件303,为杆状结构,一端与成型座托盘301连接,另一端贯穿成型座托盘301与成型座302紧固连接,拉力部件303能够绕其与成型座托盘301的接触部位摆动;
紧定部件304,与第一螺纹孔的数量相同,并一一对应,每个紧定部件304的一端与一个第一螺纹通孔相配合,另一端能够顶紧成型座302的上表面。
本发明提出的下投光光固化3D打印机可以运用上述成型平台调节装置,以调节成型平台30的底面与液料盒40底面的平行度,可以采用与上述成型平台调节装置一样的设计,作用相同,在此不再赘述。
为更清晰的表达本实施例的结构,图4所示为图3所示视图的俯视图;图5为图4所示视图的A-A视图;图6为图4所示视图的B-B视图。
其中,抓持手柄306为一壳体,通过其上的定位凹槽插入成型平台悬臂20上,与定位柱塞308一起,共同确定成型平台30在成型平台悬臂20上的位置。
成型座托盘301通过紧固螺钉3011与抓持手柄刚性连接,偏心凸轮手柄307通过放松螺母3012安装在成型座托盘302上,当偏心凸轮手柄307处于图6视图的位置时,偏心凸轮手柄307处于偏心位置,对压块309施加压力,将成型座托盘302压紧在成型平台悬臂20上,从而实现成型平台30在成型平台悬臂20上的固定。其中,弹簧3010的作用是维持压块309在偏心凸轮手柄307处于抬起位置时,能够保持松开的状态。本实施例中,抓持手柄306提供了一个壳体,可以将成型平台30导向定位插在成型平台悬臂20上,偏心凸轮手柄307的作用是当成型平台30插在成型平台悬臂20上时,通过其偏心作用,为成型平台20提供保持力。
在一具体实施例中,采用拉力螺钉作为拉力部件303,紧定部件304采用紧定柱塞。在成型平台30处于初始位置时,将拉力螺钉与紧定柱塞分别逆时针旋松两圈,使紧定柱塞大约旋升1毫米,此时紧定柱塞对成型座302的推力消失,可以实现成型座302底面两端在竖直方向上2毫米左右的移动量。由于拉力螺钉与其在成型座托盘301的安装孔径具有一定的间隙,使得拉力螺钉相对于成型座托盘301具有一定的摆动量,从而实现成型座302底面基于水平位置(理论位置)具有2毫米左右的垂直移动,以及成型座302底面两端基于水平位置(理论位置)具有2毫米高度差的摆动,满足调平的要求。在本实施例中,装配导致的成型座302底面与液料盒40底面的平行度误差小于1毫米。
通过设备控制系统将成型平台30下降至正常打印位置,由于成型座302具有少许的活动量(摆动),成型座302下底面可以无约束地压在液料盒40的底面上。这样在锁紧紧定柱塞时,紧定柱塞会将成型座302底面紧压在液料盒40底面从而使成型座302底面与液料盒40底面形成均匀的间隙。
将拉力螺钉锁紧,其将对成型座302产生拉力;紧定柱塞顶紧成型座302,对成型座302产生顶推力。拉力螺钉对成型座302产生的拉力与紧定柱塞对成型座产生的顶推力共同作用,形成共轭力,使成型座302与成型座托盘301保持相对固定,并维持成型座302底面与液料盒40底面的平行关系。
控制成型平台30复位,调节完成,之后每次开始打印时,成型平台30下降到打印位置都会保证成型平台30底面与液料盒40地面的贴合,保证了首层打印成功率与打印模型的尺寸精度。
通过本发明实施例提供的含有成型平台调节装置的下投光光固化3D打印机,能够保证打印开始时,成型平台30底面与液料盒40底面的贴合,不但使模型首层对成型平台底面的紧密粘接,大大提高了打印成功率;同时对于模型高度方向上的尺寸精度也大大提高,保证了模型在Z轴方向(高度方向)的直线度。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种3D打印机成型平台调节装置,用于3D打印机成型平台与液料盒底面平行度的调节,其特征在于,包括:
成型座托盘,设有至少三个第一螺纹通孔,上表面压接于成型平台悬臂;所述至少三个第一螺纹通孔的中心线不全在同一平面内;
成型座,上表面与所述成型座托盘的下表面相对,下表面用于附着待打印目标体;
拉力部件,为杆状结构,一端贯穿所述成型座托盘与所述成型座紧固连接;所述拉力部件能够绕其与所述成型座托盘的接触部位摆动;
紧定部件,与所述第一螺纹通孔的数量相同,每个所述紧定部件的一端与一个所述第一螺纹通孔相配合,另一端能够顶紧所述成型座的上表面。
2.根据权利要求1所述的3D打印机成型平台调节装置,其特征在于,
所述至少三个第一螺纹通孔绕所述拉力部件周向布置。
3.根据权利要求1所述的3D打印机成型平台调节装置,其特征在于,
所述拉力部件有两个,沿所述成型座托盘的中轴线对称布置,所述中轴线垂直于所述成型座托盘的上表面或/和下表面。
4.根据权利要求3所述的3D打印机成型平台调节装置,其特征在于,
每个所述拉力部件的两侧对称设有所述第一螺纹通孔。
5.根据权利要求1所述的3D打印机成型平台调节装置,其特征在于,
所述成型座托盘上设有沉孔,以及
所述拉力部件为拉力螺钉,所述拉力螺钉的螺帽端置于所述沉孔内,所述拉力螺钉的螺杆端穿过所述沉孔与所述成型座螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的3D打印机成型平台调节装置,其特征在于,
所述成型座托盘上设有球孔,以及
所述拉力部件的一端为与所述球孔相配合的球头,另一端穿过所述成型座托盘与所述成型座连接。
7.根据权利要求1所述的3D打印机成型平台调节装置,其特征在于,
所述成型座绕所述拉力部件与所述成型座托盘的接触部位在竖直方向的摆动高度为1毫米-3毫米。
8.根据权利要求1-7任一所述的3D打印机成型平台调节装置,其特征在于,
所述成型座的上表面中部设有一凹陷,以及
所述成型座托盘的下表面中部伸出一凸台,所述凸台伸入所述凹陷内,与所述凹陷相配合。
9.根据权利要求8所述的3D打印机成型平台调节装置,其特征在于,
所述成型座托盘与所述成型座之间通过密封圈密封。
10.一种下投光光固化3D打印机,包括:固定于机身上的投影光源及液料盒,能够在所述机身上做往复运动的成型平台悬臂,与所述成型平台悬臂连接的成型平台;其特征在于,
所述成型平台设有调节装置,用于调节所述成型平台的底面与所述液料盒底面的平行度;其中,该调节装置包括:
成型座托盘,设有至少三个第一螺纹通孔,上表面压接于所述成型平台悬臂;所述至少三个第一螺纹通孔的中心线不在同一平面内;
成型座,上表面与所述成型座托盘的下表面相对,下表面用于附着待打印目标体;
拉力部件,为杆状结构,一端贯穿所述成型座托盘与所述成型座紧固连接;所述拉力部件能够绕其与所述成型座托盘的接触部位摆动;
紧定部件,与所述第一螺纹通孔的数量相同,每一个所述紧定部件的一端与所述第一螺纹通孔相配合,另一端能够顶紧所述成型座的上表面。
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