CN109397471B - 一种下曝式陶瓷光固化成型机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下曝式陶瓷光固化成型机，包括机架、料槽、投影仪、打印平台、升降电机，料槽具有腔口朝上布置并用于盛装光固化液体的料腔，分别与升降电机和投影仪电性连接的控制器，控制升降电机驱使打印平台运动；移动机构，包含转轴、曲柄、连杆、滑板、用于驱使所述转轴旋转并与所述控制器电性连接的驱动器，驱动器通过所述曲柄、连杆，驱动滑板滑移至遮盖所述透光区域的遮盖位置或露出所述透光区域的复位位置；料槽底部具有透光区域，打印平台位于所述透光区域正上方；投影仪产生的光线穿过所述透光区域照射于所述料腔内。防止光固化液体沉淀以确保陶瓷产品力学性能和打印精度并确保投影仪正常寿命。

Description

一种下曝式陶瓷光固化成型机

技术领域

本发明涉及一种3D打印相关领域，尤其涉及一种下曝式陶瓷光固化成型机。

背景技术

众周所知，光固化3D打印机广泛地应用于各行各业中。其中，现有的光固化3D打印机主要使用光敏树脂作为耗材，通过光固化3D打印机中的投影仪产生的紫外线或者其他光源照射至沉入料槽内的打印平台上，使打印平台上逐层固化出光固化层，最终得到完整的3D模型。由于光固化3D打印机打印出来的产品在精度、材料属性、细节及表面光洁度上可匹敌注塑成型的耐用塑料部件，因此，使得光固化3D打印机越来越受到大家所青睐。

其中，对于主要应用于牙科、骨科和微传感器等场合的陶瓷树脂来说，由于陶瓷树脂属于易沉淀的树脂材料，使得料槽内的光固化液体因沉淀而使得料槽内的光固化液体分布不均匀，进而使得打印出来的产品各处的光固化液体分布不均，一方面影响到陶瓷产品的力学性能，另一方面影响到陶瓷产品的打印质量；同时，在打印平台逐层固化出光固化层时，需要控制器控制投影仪间断性的开闭，且众所知，投影仪在间断性开闭瞬间因电流过大而缩短投影仪正常寿命，相应地增加了使用成本。

申请号为201710364427.3的下曝式陶瓷光固化3D打印装备及其制造方法通过循环泵驱使料槽内的光固化液体循环，防止光固化液体沉淀，但没有解决投影仪间断性开闭的问题，仍然会缩短投影仪正常寿命。

因此，急需要一种在防止光固化液体沉淀以确保陶瓷产品力学性能和打印精度的同时并确保投影仪正常寿命的下曝式陶瓷光固化成型机来克服上述的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止光固化液体沉淀以确保陶瓷产品力学性能和打印精度并确保投影仪正常寿命的下曝式陶瓷光固化成型机。本发明在遮光的同时还防沉淀，做到利用遮光的结构的同时达到防沉淀的目的。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

提供一种下曝式陶瓷光固化成型机，包括机架、料槽、安装于所述机架上并位于所述料槽对应下方的投影仪、打印平台、安装于所述机架上并驱使所述打印平台相对所述料槽升降的升降电机，所述料槽具有腔口朝上布置并用于盛装光固化液体的料腔，所述下曝式陶瓷光固化成型机还包括：位于机架上的控制器，所述控制器与所述升降机构连接，控制所述升降机构驱使所述打印平台运动，控制器还与所述投影仪连接，控制器控制所述投影仪打开；位于料槽底部的透光区域，所述打印平台位于所述透光区域正上方；所述投影仪产生的光线穿过所述透光区域照射于所述料腔内；移动机构，包含转轴、曲柄、连杆、滑板、用于驱使所述转轴旋转并与所述控制器电性连接的驱动器，所述转轴穿置于所述料槽的侧壁处，所述驱动器位于所述料槽的外侧壁上，所述曲柄、连杆及滑板均位于所述料槽内，所述曲柄的第一端与所述转轴连接，所述曲柄的第二端与所述连杆的第一端连接，所述连杆的第二端与所述滑板连接，所述滑板位于所述料槽的内侧壁上，所述滑板位于所述透光区域与所述打印平台之间，所述驱动器通过所述曲柄、连杆，驱动所述滑板滑移至遮盖所述透光区域的遮盖位置或露出所述透光区域的复位位置，但不限于此。通过对透光区域的遮盖或露出，即可防止控制器控制投影仪间隔性开闭。

优选地，所述料槽内侧壁设有直线导轨，所述滑板的侧壁上安装有直线滑块，所述直线滑块位于所述直线导轨上，但不限于此。使得滑板借助直线导轨和直线滑块的配合而更平稳可靠地于料腔的侧腔壁上滑移。

优选地，所述直线导轨分别布置于所述料槽在宽度方向相对的两内侧壁上，所述直线滑块分别布置于所述滑板在宽度方向相对的两侧壁上，但不限于此。一方面使得滑板与侧腔壁之间的连接强度更好，另一方面使得直线导轨与直线滑块二者的布置更合理紧凑。

优选地，所述打印平台滑移具有上极限位置和下极限位置，所述下极限位置位于所述遮盖位置时的滑板正上方，但不限于此。打印平台相对于滑板的上下滑移不会对滑板的水平滑移造成阻挡，因而确保二者工作的可靠性。

优选地，所述驱动器为步进电机，但不限于此。使用步进电机以提高驱动精度。

优选地，所述料槽的长度方向与所述机架的长度方向相一致，所述料槽的宽度方向与所述机架的宽度方向相一致。以使得料槽在机架上的布置更合理紧凑，但不限于此。

优选地，所述滑板的下方安装有毛刷，所述毛刷的长度方向沿所述料槽的宽度方向布置，所述毛刷的下端紧贴于所述料腔的底壁，但不限于此。在滑板做水平的往复滑移过程中，带动毛刷往复刮刷料腔的底壁，防止光固化液体沉淀物因堆积于透光区域而影响到透光效果，从而确保透光区域透光可靠性。

优选地，升降机构包括升降电机、升降导杆、升降丝杆、升降丝母，所述升降电机的输出端呈朝下布置，所述升降导杆的上下两端分别安装于所述机台上，所述升降丝杆的上端安装在所述机台上，所述升降丝杆的下端与所述升机电机的输出轴固定连接，所述升降丝母滑套于升降丝杆上。所述升降丝母安装于所述打印平台内。由升降电机通过升降丝杆和升降丝母的配合能更精准可靠地驱使打印平台上下升降。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

移动机构的设置，使得驱动器通过曲柄和连杆平稳可靠地驱使滑板滑移至遮盖透光区域的位置，同时，在滑板滑移至露出透光区域的复位位置具有急回特性，即滑板由遮盖位置滑移至复位位置时的速度大于由复位位置滑移至遮盖位置时的速度。

（1）一方面使得滑板对正在沉淀的材料进行搅动，使其光固化液体均匀分布在光固化液体中，从而确保打印出的陶瓷产品的力学性能；

（2）另一方面，通过滑板遮盖或露出透光区域，在打印平台逐层固化出光固化层时不需要控制器控制投影仪间断性开闭，因而确保投影仪的正常寿命；

（3）再者，由于滑板的往复滑移是由驱动器驱使转轴单方向旋转即可以实现，故不需要驱动器正反驱动转轴，也能确保驱动器的寿命。

附图说明

图1是本发明的下曝式陶瓷光固化成型机的平面结构示意图。

图2是图1所示的下曝式陶瓷光固化成型机在隐藏升降电机及机架后且滑板滑至遮盖位置时的平面结构示意图。

图3是图1所示的下曝式陶瓷光固化成型机在隐藏升降电机及机架后且滑板滑至复位位置时的平面结构示意图。

图4是图1所示的下曝式陶瓷光固化成型机在隐藏升降电机及机架后且滑板滑至遮盖位置及打印平台滑移至下极限位置时的平面结构示意图。

附图标记说明

机架10；控制器11；投影仪20；打印平台30；升降电机40；料槽50；腔口511；料腔51；透光区域52；侧壁53；侧腔壁54；直线导轨55；转轴60；曲柄70；连杆80；滑板91；驱动器92；毛刷93；升降丝杆34；升降丝母35。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分（具体的种类和构造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

实施例1

如图1至图4所示，本发明的下曝式陶瓷光固化成型机包括机架10、投影仪20、控制器11、打印平台30、升降电机40、料槽50、转轴60、曲柄70、连杆80、滑板91及用于驱使转轴60旋转并与控制器11电性连接的驱动器92。料槽50安装于机架10处，由机架10为料槽50提供支撑固定；料槽50具有腔口511朝上布置并用于盛装光固化液体的料腔51，以便于打印平台30向下经过腔口511而移入料腔51内，或向上经过腔口511而移离料腔51；料槽50的底部具有透光区域52，以允许投影仪20产生的光线经过透光区域52而进入料腔51内；具体地，料槽50的长度方向与机架10的长度方向（即双箭头B所指方向）相一致，料槽50的宽度方向与机架10的宽度方向相一致，以使得料槽50在机架10上的布置更合理紧凑。投影仪20安装于机架10上，由机架10为投影仪20提供支撑；投影仪20位于料槽50的下方，投影仪20产生的光线穿过透光区域52照射于料腔51内，以满足光固化的需求。打印平台30位于透光区域52正上方，以满足投影仪20产生的光线使打印平台30凝固出光固化层。升降电机40安装于机架10上，由机架10为升降电机40提供支撑固定；升降电机40驱使打印平台30沿机架10上下方向（即双箭头A所指方向）做往复的升降，打印平台30在升降电机40的驱使下选择性地移入或移离料腔51，以满足逐层打印的需求。控制器11还分别与升降电机40和投影仪20电性连接，以控制它们协调工作。转轴60沿料槽50的宽度方向呈密封地穿置于料槽50的侧壁53处，即是说，转轴60与料槽50的侧壁53的穿置配合处被密封处理，以防止料槽50内的光固化液体由转轴60与料槽50之侧壁53二者之间的穿置配合处往外界渗透。驱动器92位于料腔51外并安装于料槽50的侧壁53上，由料槽50的侧壁53对驱动器92提供支撑，较优的是，驱动器92选择为步进电机以提高驱动精度，此时步进电机的输出端与转轴60连接。曲柄70、连杆80及滑板91各位于料腔51内，与位于料腔51外的驱动器92相分隔开；曲柄70的第一端安装于转轴60上，曲柄70的第二端与连杆80的第一端铰接，连杆80的第二端与滑板91铰接，滑板91沿料槽50的长度方向（即双箭头B所指方向）滑设于料腔51的侧腔壁54上，滑板91还沿机架10上下方向位于透光区域52与打印平台30之间，使得驱动器92通过曲柄70及连杆80选择性地驱动滑板91滑移至遮盖透光区域52的遮盖位置，状态见图2或图4所示，或者滑移至露出透光区域52的复位位置，状态见图3所示，因此，通过滑板91对透光区域52的遮盖或露出，即可防止控制器11控制投影仪20间隔性开闭。更具体地，如下：

如图1至图4所示，料腔51的侧腔壁54上设有直线导轨55，滑板91的侧壁上安装有直线滑块，直线滑块滑套于直线导轨55上，使得滑板91借助直线导轨55和直线滑块的配合而更平稳可靠地于料腔51的侧腔壁54上滑移；具体地，直线导轨55分别布置于料腔51在宽度方向相对的两侧腔壁54上，直线滑块分别布置于滑板91在宽度方向相对的两侧壁上，一方面使得滑板91与侧腔壁54之间的连接强度更好，另一方面使得直线导轨55与直线滑块二者的布置更合理紧凑。

如图3及图4所示，打印平台30在往复滑移过程中具有如图4所示的下极限位置及如图3所示的上极限位置，下极限位置时的打印平台30呈间隔开地位于遮盖位置时的滑板91正上方，即是说，打印平台30相对于滑板的上下滑移不会对滑板91的水平滑移造成阻挡，因而确保二者工作的可靠性。上极限位置由机架的高度和实际操作所确定。

如图1至图4所示，滑板91的下方安装有毛刷93，毛刷93的长度方向沿料槽50的宽度方向布置，毛刷93的下端紧贴于料腔51的底壁，故在滑板91做水平的往复滑移过程中，带动毛刷93往复刮刷料腔51的底壁，防止光固化液体沉淀物因堆积于透光区域52而影响到透光效果，从而确保透光区域52透光可靠性。

如图1所示，机架10安装有沿机架10上下方向布置的升降丝杆34，打印平台30安装有滑套于升降丝杆34上的升降丝母35，此时的升降电机40之输出端呈朝下布置，并与升降丝杆34连接，由升降电机40通过升降丝杆34和升降丝母35的配合能更精准可靠地驱使打印平台30上下升降。

结合附图，对本发明的下曝式陶瓷光固化成型机的工作原理进行说明：工作时，控制器11先控制升降电机40工作，由升降电机40通过升降丝杆34和升降丝母35的配合驱使打印平台30经过腔口511移入料腔51内，直到打印平台30滑移至下极限位置，状态见图4所示；此时，控制器11控制驱动器92工作，由工作的驱动器92通过转轴60、曲柄70及连杆80带动滑板91由图2所示的遮盖位置滑移至图3所示的复位位置；紧接着，控制器11控制投影仪20打开，由打开的投影仪20产生穿过透光区域52的光线再照射于打印平台30上，使打印平台30光固化出一层光固化层；接着，控制器11再控制驱动器92工作，由驱动器92驱使滑板91由复位位置切换至遮盖位置，此时控制器11再控制升降电机40工作，由升降电机40驱使打印平台30向上滑移一个光固化层的距离；然后，控制器11再控制驱动器92工作，由驱动器92驱使滑板91由遮盖位置切换至复位位置，使得之前打开的投影仪20所产生光线再照射于打印平台30上，再使打印平台30的光固化层形成新的光固化层，因此，在打印过程中不需要间隔性的开闭投影仪20。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为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 (7)

1.一种下曝式陶瓷光固化成型机，包括机架、料槽、安装于所述机架上并位于所述料槽对应下方的投影仪、打印平台及安装于所述机架上并驱使所述打印平台相对所述料槽升降的升降机构，所述料槽具有腔口朝上布置并用于盛装光固化液体的料腔，其特征在于，所述下曝式陶瓷光固化成型机还包括：

位于所述机架上的控制器，所述控制器与所述升降机构电性连接，控制所述升降机构驱使所述打印平台运动，所述控制器还与所述投影仪电性连接，所述控制器控制所述投影仪打开；

位于所述料槽底部的透光区域，所述打印平台位于所述透光区域正上方；所述投影仪产生的光线穿过所述透光区域照射于所述料腔内；

移动机构，包含转轴、曲柄、连杆、滑板及用于驱使所述转轴旋转并与所述控制器电性连接的驱动器，所述转轴穿置于所述料槽的侧壁处，所述驱动器位于所述料槽的外侧壁上，所述曲柄、连杆及滑板均位于所述料槽内，所述曲柄的第一端与所述转轴连接，所述曲柄的第二端与所述连杆的第一端连接，所述连杆的第二端与所述滑板连接，所述滑板位于所述料槽的内侧壁上，所述滑板位于所述透光区域与所述打印平台之间，所述驱动器通过所述曲柄和连杆去驱动所述滑板滑移至遮盖所述透光区域的遮盖位置或露出所述透光区域的复位位置，所述滑板的下方安装有毛刷，所述毛刷的下端紧贴于所述料腔的底壁。

2.根据权利要求1所述的下曝式陶瓷光固化成型机，其特征在于，所述料槽的侧腔壁设有直线导轨，所述滑板的侧壁上安装有直线滑块，所述直线滑块滑套于所述直线导轨上。

3.根据权利要求2所述的下曝式陶瓷光固化成型机，其特征在于，所述直线导轨分别布置于所述料槽在宽度方向相对的两内侧壁上，所述直线滑块分别布置于所述滑板在宽度方向相对的两侧壁上。

4.根据权利要求1所述的下曝式陶瓷光固化成型机，其特征在于，所述打印平台滑移具有上极限位置和下极限位置，处于所述下极限位置时的打印平台位于处于所述遮盖位置时的滑板正上方。

5.根据权利要求1所述的下曝式陶瓷光固化成型机，其特征在于，所述驱动器为步进电机。

6.根据权利要求1所述的下曝式陶瓷光固化成型机，其特征在于，所述料槽的长度方向与所述机架的长度方向相一致，所述料槽的宽度方向与所述机架的宽度方向相一致。

7.根据权利要求1所述的下曝式陶瓷光固化成型机，其特征在于，所述升降机构包括升降电机、升降导杆、升降丝杆及升降丝母，所述升降电 机的输出端呈朝下布置，所述升降导杆的上下两端分别安装于所述机架上，所述升降丝杆的上端安装在所述机架上，所述升降丝杆的下端与所述升降电 机的输出轴固定连接，所述升降丝母滑套于升降丝杆上，所述升降丝母安装于所述打印平台内。

Images