CN110625940A - 一种快速光固化dlp 3d打印设备 - Google Patents

一种快速光固化dlp 3d打印设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速光固化DLP 3D打印设备，包括机架及安装于机架上的光源、反光镜、树脂槽支撑板、树脂槽和Z轴运动模块，光源和反光镜位于机架的下层，树脂槽支撑板安装于机架的上层，树脂槽位于反光镜的正上方，Z轴运动模块上连接有运动成型平台，运动成型平台下表面的中心点与树脂槽的中心点重合，树脂槽的底部有空气可透过的微孔透明膜。空气作为阻聚剂，使树脂槽与成型树脂底面之间形成一层成型死区，使树脂在固化成型过程中不会与树脂槽粘连，无需成型平台上下反复撕扯，树脂可持续拉升而快速打印。微孔透明模采用微孔玻璃或者微孔塑料膜，使空气作为阻聚剂，无需制备氧离子及无需专用的氧化渗透窗口，可大大降低设备的投入和使用成本。

Description

一种快速光固化DLP 3D打印设备
技术领域
本发明涉及一种3D打印设备，具体涉及一种快速光固化DLP 3D打印设备。
背景技术
当今社会，传统的工业生产工艺有时候很难满足工业生产的需要，光固化作为一种新型3D打印手段，可以有效的解决上述问题。3D打印作为一种增材制造的方法，相比工业上的减材制造拥有更好的发展前景。现在光固化技术已经应用到各个领域，包括航空航天、建筑、医疗、磨具制造等等。
早期的光固化成型技术是采用SLA进行固化，打印速度慢，精度不高，而采用DLP进行光固化成型就大大提升了打印速度和打印精度，但是该技术设备进行打印时，工作平台需不断的上下进行移动撕扯，使得固化树脂层与树脂槽底部透明膜分离，等待树脂再次充满底部时，再次进行固化，所以成型时间较长，并且在反复撕扯过程中打印物体容易产生形变。
John R.Tumbleston等人在Science上所发表的Continuous liquid interfaceproduction of 3D objects所采用的透明薄膜是AF2400所制成的氧离子交换膜。由于氧离子的存在形成成型死区，使固化树脂层与树脂槽底部透明膜不粘连，不需要反复撕扯，可以实现持续拉升，快速打印，且打印物体不变形。但是氧离子交换膜价格昂贵，并且国内目前没有相关加工该透明离子交换膜的技术，也买不到国外的AF2400透明离子交换膜。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种投入成本低但能使光固化树脂实现持续拉升的快速光固化DLP 3D打印设备，提高打印速度。
本发明提供的这种快速光固化DLP 3D打印设备，包括机架及安装于机架上的光源、反光镜、树脂槽支撑板、树脂槽和Z轴运动模块，光源和反光镜位于机架的底部，树脂槽固定于树脂槽支撑板上对应反光镜的正上方，树脂槽的底部有透明膜，Z轴运动模块上连接有运动成型平台。所述透明膜为空气可透过的微孔透明膜，所述运动成型平台下表面的中心点与树脂槽的中心点重合。
所述透明模为微孔玻璃或者微孔塑料模。
所述树脂槽包括上框、下框和所述透明模，透明膜位于上框和下框之间，上框和下框之间可拆卸紧固时使透明膜安装定位。
所述Z轴运动模块为步进电机控制的丝杆滑台，连接于所述机架上端树脂槽的一侧。
所述运动成型平台包括成型平台和连接于其上侧的连接头，成型平台与所述树脂槽平行布置，连接头与所述丝杆滑台的滑台可拆卸连接。
所述成型平台为铝合金板加工而成。
所述光源为超高压汞灯投影仪所带光源。
所述反光镜为采用蒸镀技术获得的镀铝镜。
所述树脂槽支撑板为尼龙板经激光雕刻机雕刻而成，其上有与所述透明模相应的透光孔。
所述机架为铝型材拼装而成的框架型结构。
本发明将树脂槽底部的透明膜采用空气可透过的微孔膜，空气作为阻聚剂，使树脂槽与成型树脂底面之间形成一层成型死区，使固化树脂层与树脂槽底部的透明膜之间不粘连，无需成型平台进行上下移动撕扯而实现树脂的持续拉升，快速打印。打印时树脂的连续固化成型可避免打印体产生形变。空气作为阻聚剂直接透过微孔膜，无需的制备氧离子，也无需采用专用的氧化渗透窗口，设备结构更简单，降低设备的投入和使用成本；微孔模采用微孔玻璃或者微孔塑料膜，其成本远低于现有技术的氧离子交换膜，可大大降低设备的投入成本。
总之，本发明将树脂槽底部的透明膜采用微孔透明模，采用廉价的空气作为阻聚剂，使得树脂槽与成型树脂底面形成一层成型死区，解决现有技术打印时成型平台需要反复移动的问题，使树脂可连续固化成型，降低设备投入成本还能提高打印速度和打印质量。微孔透明模完全可以达到取代AF2400氧离子交换膜的效果，但成本低得多。
附图说明
图1为本发明一个实施例的主视示意图。
图2为图1中树脂槽的轴侧结构放大示意图。
图3为图1的轴侧结构示意图(未画电机输出轴及其连接的丝杆)。
图4为本实施例的打印原理图。
图中序号：
1—Z轴运动模块；11—步进电机；12—丝杆；13—向杆；14—滑台；
2—运动成型平台；21—成型平台；22—连接头；
3—树脂槽；31—下框；32—上框；
4—反光镜；
5—机架；
6—树脂槽支撑板；
7—光源。
具体实施方式
结合图1和图3可以看出，本实施例公开的这种快速光固化DLP 3D打印设备，包括Z轴运动模块1、运动成型平台2、树脂槽3、反光镜4、机架5、树脂槽支撑板6、光源7。
本实施例的机架5为采用欧标2020铝型材拼装而成的框架型结构，欧标2020铝型材具有良好的直线度，可保证机架具有良好的平面度，从而可保证Z轴运动模块的竖向平面度和树脂槽的水平平面度，最终保证打印体的质量。
另外2020率型材自带纵向槽，这样便于反观镜、树脂槽支撑板在机架上的快速安装固定。
光源7和反光镜4均安装于机架5的下层，光源与反光镜处于同一平面。
本实施例的光源7采用拆除色轮的超高压汞灯投影仪所带光源，该光源亮度可达到3000流明，可极大的保证投影图片的清晰度，从而提高打印精度。本实施例的反光镜采用蒸镀技术获得的镀铝镜。
结合图1和图3可以看出，树脂槽支撑板6通过螺钉可拆卸连接于机架5的上层，树脂槽3固定于树脂槽支撑板6上对应于反光镜4的正上方，以使反光镜将光源的像反射在树脂槽底部清晰可见。
从图2可以看出，树脂槽3包括下框31、上框32和微孔透明膜(图2中未画出微孔透明膜)，微孔透明膜的周缘位于下框和上框之间，下框和上框之间通过螺钉紧固时穿过微孔透明膜而使其定位。
结合图1和图3可以看出，树脂槽3的下框31两端通过螺钉可拆卸固定于树脂槽支撑板6上。
本实施例的树脂槽支撑板6采用尼龙板经激光雕刻机雕刻而成，树脂槽支撑板对应微孔透明膜位置处有相应形状和尺寸的透光孔。
本实施例的微孔透明膜采用市场上购买的PTFE模，再通过刀具在数控雕刻机上均匀钻孔而得，如采用0.05mm的刀具则获得0.05mm的微孔透明膜。
结合图1和图3可以看出，Z轴运动模块1为57步进电机11控制的丝杆滑台，在丝杆12在两侧配置导向杆13，滑台14在丝杆上移动时有导向杆的导向，使滑台14的移动更平稳。图3中未画57步进电机11的输出轴及其连接的丝杆。
从图1和图3可以看出，运动成型平台2包括成型平台21和连接头22。本实施例的成型平台采用6061铝合金加工而成，连接头22的下端连接于成型平台21的上侧，连接头的上端与丝杆滑台的滑台14可拆卸连接。本实施例的连接头和滑台均采用3D打印的技术所设计。
从图1和图3可以看出，Z轴运动模块1连接于机架5上对应于树脂槽3的一侧，注意保证成型平台21的中心点与树脂槽3的中心点重合。
本发明使用时需连接计算机。
打印前需要进行准备工作，具体步骤如下：
先将光源7和Z轴运动模块1连接交流电源，把光源7中的HDMI线和Z轴运动模块1控制模块的USB线接入计算机；
开启光源7，通过调整反光镜4的角度使光源7的像在树脂槽3底部清晰可见；
在树脂槽3中加入光敏树脂，调整运动成型平台2的位置，使得成型平台的下表面与树脂槽3中的光敏树脂表面接触，此时将成型平台的位置归零；
在计算机上使用切片软件设置好树脂层厚、曝光时间、运动成型平台的升降速度等参数，对所成型物体三维模型切片。
准备工作完成之后，就可以进行打印了，整个打印过程由计算机自动进行，直到打印完成。
本实施例的微孔透明模成本低，但经实验验证，完全可以达到取代AF2400氧离子交换膜的效果。
打印结束后，由于树脂槽3和成型平台均可拆卸，所以可以将树脂槽和成型平台拆卸之后进行清洗。

Claims (10)

1.一种快速光固化DLP 3D打印设备，包括机架及安装于机架上的光源、反光镜、树脂槽支撑板、树脂槽和Z轴运动模块，光源和反光镜位于机架的底部，树脂槽固定于树脂槽支撑板上对应反光镜的正上方，树脂槽的底部有透明膜，Z轴运动模块上连接有运动成型平台，其特征在于：所述透明膜为空气可透过的微孔透明膜，所述运动成型平台下表面的中心点与树脂槽的中心点重合。
2.如权利要求1所述的快速光固化DLP 3D打印设备，其特征在于：所述透明模为微孔玻璃或者微孔塑料模。
3.如权利要求2所述的快速光固化DLP 3D打印设备，其特征在于：所述树脂槽包括上框、下框和所述透明模，透明膜位于上框和下框之间，上框和下框之间可拆卸紧固时使透明膜安装定位。
4.如权利要求1所述的快速光固化DLP 3D打印设备，其特征在于：所述Z轴运动模块为步进电机控制的丝杆滑台，连接于所述机架上端树脂槽的一侧。
5.如权利要求4所述的快速光固化DLP 3D打印设备，其特征在于：所述运动成型平台包括成型平台和连接于其上侧的连接头，成型平台与所述树脂槽平行布置，连接头与所述丝杆滑台的滑台可拆卸连接。
6.如权利要求5所述的快速光固化DLP 3D打印设备，其特征在于：所述成型平台为铝合金板加工而成。
7.如权利要求1所述的快速光固化DLP 3D打印设备，其特征在于：所述光源为超高压汞灯投影仪所带光源。
8.如权利要求1所述的快速光固化DLP 3D打印设备，其特征在于：所述反光镜为采用蒸镀技术获得的镀铝镜。
9.如权利要求1所述的快速光固化DLP 3D打印设备，其特征在于：所述树脂槽支撑板为尼龙板经激光雕刻机雕刻而成，其上有与所述透明模相应的透光孔。
10.如权利要求1所述的快速光固化DLP 3D打印设备，其特征在于：所述机架为铝型材拼装而成的框架型结构。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022110477A1 (zh) * 2020-11-30 2022-06-02 深圳市创想三维科技有限公司 光固化3d打印的光源装置
CN114571721A (zh) * 2022-01-31 2022-06-03 杭州喜马拉雅信息科技有限公司 一种光固化3d打印机
CN115195115A (zh) * 2022-05-12 2022-10-18 常州大学 一种螺旋运动连续型光固化3d打印装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022110477A1 (zh) * 2020-11-30 2022-06-02 深圳市创想三维科技有限公司 光固化3d打印的光源装置
CN114571721A (zh) * 2022-01-31 2022-06-03 杭州喜马拉雅信息科技有限公司 一种光固化3d打印机
CN114571721B (zh) * 2022-01-31 2023-12-01 杭州喜马拉雅信息科技有限公司 一种光固化3d打印机
CN115195115A (zh) * 2022-05-12 2022-10-18 常州大学 一种螺旋运动连续型光固化3d打印装置
CN115195115B (zh) * 2022-05-12 2024-02-20 常州大学 一种螺旋运动连续型光固化3d打印装置

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