CN109719939A - 一种3d打印字壳与发光面固化成型一体装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，所述装置包括打印耗材料盘、送丝装置、打印装置、送料装置、打印平台、发光面固化装置；打印耗材料盘上设有打印丝，打印丝通过送丝装置进入打印装置；送料装置包括送料喷嘴和送料喉管，送料喷嘴与送料喉管相连通，送料喉管上设有电磁阀，其通过导管与树脂料箱相连；送料喷嘴平行设置于打印喷嘴一侧；打印喷嘴和送料喷嘴垂直设置于打印平台上方；发光面固化装置设置在打印平台下方，其内设有紫外光源，紫外光向上照射打印平台。采用该装置可以同时进行发光字字壳的打印以及发光面的制备，从而直接制备出带有发光面的字壳，采用该装置可以在降低生产成本的基础上大幅提高工作效率。

Description

一种3D打印字壳与发光面固化成型一体装置

技术领域

本发明涉及发光字的制备领域，特别提供一种3D打印字壳与发光面固化成型一体装置。

背景技术

发光字是采用发光二极管为光源制作的发光字体，以其多种多样的色彩，均匀亮丽的发光效果，高效节能，经久耐用，宣传效果好，安装使用方便等优点受到广大广告客户的喜爱，广泛应用于广告领域。目前发光字的制备还是以采用雕刻机、弯字机等设备并结合手工制作为主，该种方法都需要大型设备、场地空间及技术熟练度的配合才能完成制作，不仅效率低，而且会造成原材料的浪费。

随着3D打印技术的迅速发展，已经有越来越多的人采用3D打印技术来制备发光字。授权公告号为CN205376055U的专利文献公开了一种新型3D打印立体发光字，该发光字的制备方法为：采用3D打印技术分别制备发光字的面板、底板和围边(所述围边横截面与所述面板形状尺寸一致的中空腔体，类似于本发明所述字壳)，底板和围边采用3D打印技术一体成型，然后将面板卡接于围边顶部，最后将布灯底板固定在发光字打印底板上，完成发光字的制备。或者3D打印制备字壳和灯板，然后采用雕刻机雕刻发光字面板，最后将面板、字壳与贴上光源的灯板组合在一起，完成发光字的制备。然而以上两种方法均存在制备效率以及成品率低的问题，且整个过程需要人工参与较多，进一步增加了制作发光字的时间成本和人工成本。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，以解决现有3D打印设备制备效率低、成本高的问题。

本发明技术方案如下：

一种3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，其特征在于：所述装置包括打印耗材料盘1、送丝装置2、打印装置3、送料装置5、打印平台6、发光面固化装置7；其中：

打印耗材料盘1上设有打印丝4，打印丝4通过送丝装置2进入打印装置3，并通过打印装置3上的打印喷嘴31实现熔丝沉积打印；

送料装置5包括送料喷嘴51和送料喉管52，其中送料喷嘴51与送料喉管52相连通，送料喉管52上设有电磁阀55，用于控制送料喉管52内树脂的流量，送料喉管52通过导管53与树脂料箱54相连；送料喷嘴51平行设置于打印喷嘴31一侧；

打印喷嘴31和送料喷嘴51垂直设置于打印平台6上方，所述打印平台6由透光材料制备而成，紫外光可透过打印平台6；所述透光材料为光学石英玻璃、透紫外黑色玻璃、钠钙硅透短波紫外玻璃以及钠钙紫外玻璃等；

发光面固化装置7设置在打印平台6下方，发光面固化装置7内设有紫外光源，紫外光向上照射打印平台6，用于在打印字壳的同时，对发光面进行固化，以大幅提高工作效率。

本发明所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，其特征在于：

所述打印平台6为玻璃台面，打印平台6表面铺设一层或多层厚度在2cm-10cm的透光薄板(由透光材料制备而成，紫外光可透过该薄板，以防止其影响固化效果)，用于将打印得到的字壳8与打印平台6分隔开。

所述打印装置3包括打印喷嘴31、喉管32和进料头33，其中进料头33的出口与喉管32连通，喉管32与打印喷嘴31连通，喉管32外部设有散热片34，打印喷嘴31外部设有加热块35，加热块35上设有加热管和热敏电阻，热敏电阻用于监测加热块35的实时温度，加热管用于调整加热块35的温度，热敏电阻和加热管均与控制器连接，可以实现对打印丝4熔融温度的控制；打印喷嘴31下部设置出丝孔。

所述打印装置3上设有三轴运动装置，所述三轴运动装置包括X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨，X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨上沿其长度方向均设置有滑块，X轴导轨设有两根，分别设置在打印平台6的两侧，Y轴导轨通过X轴导轨上的滑块，垂直设置于X轴导轨的上方，可在X轴导轨上滑块的带动下沿着X轴导轨的长度方向运动，Z轴导轨的滑块通过Y轴导轨上的滑块垂直设置于Y轴导轨上，可在Y轴导轨上滑块的带动下沿着Y轴导轨的长度方向运动；打印装置3设置于Z轴导轨的背面，可在Z轴导轨的带动下沿Z轴导轨上下运动。

为了防止固化时产生的有害气体对人体造成伤害，本发明所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置设有外壳。

为了进一步提高发光字的制备效率，本发明所述装置还可设有成品移出装置，具体为：在装置外壳上设有成品出口，成品出口处设有舱门(可手动或自动控制开合)，打印结束后，打印装置3沿X轴导轨在平面上进行移动，打印装置3或Y轴导轨所在横梁接触透光薄板后，可将透光薄板连同位于其上的字壳8一起推出舱门之外；如打印平台6表面铺设多层透光薄板，则可在每次打印完成后，将打印装置3上的打印喷嘴31下降到最上层的透光薄板处，然后控制打印装置3沿X轴导轨运动，使打印喷嘴31推动最上层的透光薄板，将其连同打印得到的字壳8一起推出舱门之外。

本发明所述装置中，导管53或树脂料箱54上设有加压泵，用于稳定树脂流速；送料喷嘴51下部设置出料孔。

本发明所述装置中，送丝装置2设有进丝口、送丝电机、送丝齿轮、U型槽导轮和出丝口，其中，送丝电机的输出轴与送丝齿轮连接，带动送丝齿轮旋转，U型槽导轮设置于送丝齿轮的一侧，打印丝4依次经过进丝口和U型槽导轮后在送丝齿轮的带动下从出丝口输出。

本发明所述装置中，打印耗材料盘1设有一个或多个，每个打印耗材料盘均配有对应的送丝装置2；当设有多个打印耗材料盘1时，打印喷嘴31上设有多入口进料头，每个与打印耗材料盘1对应的送丝装置2均与控制器相连，当第一个打印耗材料盘1内的打印丝4耗尽时，控制器控制与第一个打印耗材料盘1对应的送丝装置2将打印装置3内的余料抽出，并控制第二个打印耗材料盘1对应的送丝装置2向打印装置3送丝，依此每个打印耗材料盘1轮流完成送丝。

本发明还提供了采用所述装置制备发光字的方法，其特征在于，具体步骤如下：

①、开启打印装置3打印发光字字壳8，当字壳8打印到2-8mm高度后暂停打印；

②、开启送料装置5，向字壳8所围空间内部灌入UV树脂；

③、灌入一定量UV树脂后关闭送料装置5，开启打印装置3和发光面固化装置7，打印装置3用于继续打印字壳8直到最终成型，发光面固化装置7用于固化字壳8内的树脂，使其形成发光字的发光面；

④、字壳8打印完成且字壳8内树脂固化完成后，形成带有发光面的字壳8，将此字壳8撤下，或通过成品移出装置将字壳8移出打印舱，打印装置3继续进行下一字壳的打印工作；

⑤、将发光源贴于灯板上，然后将灯板组装在带有发光面的字壳8一侧，完成发光字的制备。

本发明的有益效果为：

采用本发明所述装置可以同时进行发光字字壳的打印以及发光面的制备，从而直接制备出带有发光面的字壳，采用该装置可以在降低生产成本的基础上大幅节省人力、提高工作效率在一倍以上，且所述装置结构简单，适合推广应用。

附图说明

图1本发明所述装置结构简图。

图2本发明所述装置局部放大图。

图3采用本发明所述装置进行固化时的示意图。

附图标记：1、打印耗材料盘，2、送丝装置，3、打印装置，4、打印丝，5、送料装置，6、打印平台，7、发光面固化装置，8、字壳，31、打印喷嘴，32、喉管，33、进料头，34、散热片，35、加热块，51、送料喷嘴，52、送料喉管，53、导管，54、树脂料箱，55、电磁阀，71、紫外光。

具体实施方式

实施例1

如图1、2所示，本实施例所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，包括打印耗材料盘1、送丝装置2、打印装置3、送料装置5、打印平台6、发光面固化装置7；其中：

打印耗材料盘1上设有打印丝4，打印丝4通过送丝装置2进入打印装置3，并通过打印装置3上的打印喷嘴31实现熔丝沉积打印；

所述打印耗材料盘1设有两个，每个打印耗材料盘均配有对应的送丝装置2；打印喷嘴31上设有Y型双入口进料头，每个与打印耗材料盘1对应的送丝装置2均与控制器相连，当第一个打印耗材料盘1内的打印丝4耗尽时，控制器控制与第一个打印耗材料盘1对应的送丝装置2将打印装置3内的余料抽出，并控制第二个打印耗材料盘1对应的送丝装置2向打印装置3送丝，依此每个打印耗材料盘1轮流完成送丝；

所述送丝装置2设有进丝口、送丝电机、送丝齿轮、U型槽导轮和出丝口，其中，送丝电机的输出轴与送丝齿轮连接，带动送丝齿轮旋转，U型槽导轮设置于送丝齿轮的一侧，打印丝4依次经过进丝口和U型槽导轮后在送丝齿轮的带动下从出丝口输出；

打印装置3包括打印喷嘴31、喉管32和进料头33，其中进料头33的出口与喉管32连通，喉管32与打印喷嘴31连通，喉管32外部设有散热片34，打印喷嘴31外部设有加热块35，加热块35上设有加热管和热敏电阻，热敏电阻用于监测加热块35的实时温度，加热管用于调整加热块35的温度，热敏电阻和加热管均与控制器连接，可以实现对打印丝4熔融温度的控制；打印喷嘴31下部设置出丝孔；

送料装置5包括送料喷嘴51和送料喉管52，其中送料喷嘴51与送料喉管52相连通，送料喷嘴51平行设置于打印喷嘴31一侧，送料喷嘴51下部设置出料孔；送料喉管52上设有电磁阀55，用于控制送料喉管52内树脂的流量，送料喉管52通过导管53与树脂料箱54相连；树脂料箱54内设有加压泵，用于稳定树脂流速；

打印喷嘴31和送料喷嘴51垂直设置于打印平台6上方，所述打印平台6由光学石英玻璃、透紫外黑色玻璃、钠钙硅透短波紫外玻璃以及钠钙紫外玻璃等透光材料制备而成，紫外光可透过打印平台6；打印平台6表面铺设一层厚度在5cm的透光薄板，用于将打印得到的字壳8与打印平台6分隔开，每打印完一个或多个字壳，直接撤掉位于最上层的透光薄板，实现成型字壳的移除；

发光面固化装置7设置在打印平台6下方，发光面固化装置7内设有紫外光源，紫外光向上照射打印平台6；

打印装置3上设有三轴运动装置，所述三轴运动装置包括X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨，X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨上沿其长度方向均设置有滑块，X轴导轨设有两根，分别设置在打印平台6的两侧，Y轴导轨通过X轴导轨上的滑块，垂直设置于X轴导轨的上方，可在X轴导轨上滑块的带动下沿着X轴导轨的长度方向运动，Z轴导轨的滑块通过Y轴导轨上的滑块垂直设置于Y轴导轨上，可在Y轴导轨上滑块的带动下沿着Y轴导轨的长度方向运动；打印装置3设置于Z轴导轨的背面，可在Z轴导轨的带动下沿Z轴导轨上下运动。

所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置设有外壳，在外壳上还设有成品出口，成品出口处设有舱门，打印结束后，打开舱门，打印装置3沿X轴导轨在平面上进行移动，打印装置3或Y轴导轨所在横梁接触透光薄板后，可将透光薄板连同位于其上的字壳8一起推出舱门之外。

采用本实施例所述装置制备发光字的方法，具体步骤如下：

①、开启打印装置3打印发光字字壳8，当字壳8打印到2-8mm高度后暂停打印；

②、开启送料装置5，向字壳8所围空间内部灌入UV树脂；

③、灌入一定量UV树脂后关闭送料装置5，开启打印装置3和发光面固化装置7，打印装置3用于继续打印字壳8直到最终成型，发光面固化装置7内的紫外光向上照射打印平台6，用于固化字壳8内的树脂，使其形成发光字的发光面；

④、字壳8打印完成且字壳8内树脂固化完成后，形成带有发光面的字壳8，通过打印装置将字壳8移出打印舱，在打印平台6上铺设一层透光薄板，打印装置3继续进行下一字壳的打印工作；

⑤、将发光源贴于灯板上，然后将灯板组装在带有发光面的字壳8一侧，完成发光字的制备。

采用该装置可同时制备发光字的字壳和面板，面板固化大约需1.5h-2h，因此与现有技术相比，采用本发明所述装置制备发光字可在节省人力的基础上大幅提高发光字的制备效率，且该装置结构简单，制备成本低，自动化程度高，适合推广应用。

实施例2

与实施例1的区别之处在于：所述装置仅设有一个打印耗材料盘1。

实施例3

与实施例1的区别之处在于：送料喉管52上的电磁阀55与控制器相连，该控制器用于控制电磁阀55的开、关时间，以实现装置的自动送料，以及对送料量的控制，进一步提高发光字制备效率。

实施例4

与实施例1的区别之处在于：所述舱门与控制器相连，用于自动控制舱门的开合，以实现成品的自动移出；打印平台6表面铺设多层透光薄板，在每次打印完成后，将打印装置3上的打印喷嘴31下降到最上层的透光薄板处，然后控制打印装置3沿X轴导轨运动，使打印喷嘴31推动最上层的透光薄板，将其连同打印得到的字壳8一起推出舱门之外。

实施例5

与实施例1的区别之处在于：所述打印平台6表面未铺设透光薄板，字壳打印完成后，需手动将此字壳8撤下。

本发明未尽事宜为公知技术。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，其特征在于：所述装置包括打印耗材料盘(1)、送丝装置(2)、打印装置(3)、送料装置(5)、打印平台(6)、发光面固化装置(7)；其中：

打印耗材料盘(1)上设有打印丝(4)，打印丝(4)通过送丝装置(2)进入打印装置(3)，并通过打印装置(3)上的打印喷嘴(31)实现熔丝沉积打印；

送料装置(5)包括送料喷嘴(51)和送料喉管(52)，其中送料喷嘴(51)与送料喉管(52)相连通，送料喉管(52)上设有电磁阀(55)，送料喉管(52)通过导管(53)与树脂料箱(54)相连；送料喷嘴(51)平行设置于打印喷嘴(31)一侧；

打印喷嘴(31)和送料喷嘴(51)垂直设置于打印平台(6)上方，所述打印平台(6)由透光材料制备而成，紫外光可透过打印平台(6)；

发光面固化装置(7)设置在打印平台(6)下方，发光面固化装置(7)内设有紫外光源，紫外光向上照射打印平台(6)。

2.按照权利要求1所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，其特征在于：所述打印平台(6)为玻璃台面，打印平台(6)表面铺设一层或多层厚度在2cm-10cm的透光薄板，用于将打印得到的字壳(8)与打印平台(6)分隔开。

3.按照权利要求1所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，其特征在于：所述打印装置(3)包括打印喷嘴(31)、喉管(32)和进料头(33)，其中进料头(33)的出口与喉管(32)连通，喉管(32)与打印喷嘴(31)连通，喉管(32)外部设有散热片(34)，打印喷嘴(31)外部设有加热块(35)，加热块(35)上设有加热管和热敏电阻，热敏电阻用于监测加热块(35)的实时温度，加热管用于调整加热块(35)的温度，热敏电阻和加热管均与控制器连接，可以实现对打印丝(4)熔融温度的控制；打印喷嘴(31)下部设置出丝孔。

4.按照权利要求1～3任一所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，其特征在于：所述打印装置(3)上设有三轴运动装置，所述三轴运动装置包括X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨，X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨上沿其长度方向均设置有滑块，X轴导轨设有两根，分别设置在打印平台(6)的两侧，Y轴导轨通过X轴导轨上的滑块，垂直设置于X轴导轨的上方，可在X轴导轨上滑块的带动下沿着X轴导轨的长度方向运动，Z轴导轨的滑块通过Y轴导轨上的滑块垂直设置于Y轴导轨上，可在Y轴导轨上滑块的带动下沿着Y轴导轨的长度方向运动；打印装置(3)设置于Z轴导轨的背面，可在Z轴导轨的带动下沿Z轴导轨上下运动。

5.按照权利要求4所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，其特征在于：所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置设有外壳。

6.按照权利要求5所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，其特征在于：所述外壳上设有成品出口，成品出口处设有舱门，打印结束后，打印装置(3)沿X轴导轨进行水平运动，打印装置(3)或Y轴导轨所在横梁接触透光薄板后，将透光薄板连同位于其上的字壳(8)一起推出舱门之外。

7.按照权利要求1所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，其特征在于：所述导管(53)或树脂料箱(54)上设有加压泵；送料喷嘴(51)下部设置出料孔。

8.按照权利要求1所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，其特征在于：所述送丝装置(2)设有进丝口、送丝电机、送丝齿轮、U型槽导轮和出丝口，其中，送丝电机的输出轴与送丝齿轮连接，带动送丝齿轮旋转，U型槽导轮设置于送丝齿轮的一侧，打印丝(4)依次经过进丝口和U型槽导轮后在送丝齿轮的带动下从出丝口输出。

9.按照权利要求1所述3D打印字壳与发光面固化成型一体装置，其特征在于：所述打印耗材料盘(1)设有一个或多个，每个打印耗材料盘均配有对应的送丝装置(2)；当设有多个打印耗材料盘(1)时，打印喷嘴(31)上设有多入口进料头，每个与打印耗材料盘(1)对应的送丝装置(2)均与控制器相连，当第一个打印耗材料盘(1)内的打印丝(4)耗尽时，控制器控制第一个打印耗材料盘(1)对应的送丝装置(2)，使其将打印装置(3)内的余料抽出，并控制第二个打印耗材料盘(1)对应的送丝装置(2)向打印装置(3)送丝，依此每个打印耗材料盘(1)轮流完成送丝。

10.一种采用权利要求1所述装置制备发光字的方法，其特征在于，具体步骤如下：

①、开启打印装置(3)打印发光字字壳(8)，当字壳(8)打印到2-8mm高度后暂停打印；

②、开启送料装置(5)，向字壳(8)所围空间内部灌入UV树脂；

③、灌入一定量UV树脂后关闭送料装置(5)，开启打印装置(3)和发光面固化装置(7)，打印装置(3)用于继续打印字壳(8)直到最终成型，发光面固化装置(7)用于固化字壳(8)内的树脂，使其形成发光字的发光面；

④、字壳(8)打印完成且字壳(8)内树脂固化完成后，形成带有发光面的字壳(8)，将此字壳(8)撤下，打印装置(3)继续进行下一字壳的打印工作；

⑤、将发光源贴于灯板上，然后将灯板组装在带有发光面的字壳(8)一侧，完成发光字的制备。