CN111231319A

CN111231319A - 一种基于clip 3d打印技术的打印平台

Info

Publication number: CN111231319A
Application number: CN202010127247.5A
Authority: CN
Inventors: 张艳; 江源; 陈云飞
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2020-06-05

Abstract

本发明公开了一种基于CLIP 3D打印的打印平台，包括用于与步进电机驱动的安装板连接的悬臂安装板、基板安装板、基板；所述悬臂安装板的自由端通过基板水平调节结构连接基板安装板，所述基板安装板上通过基板拆装结构安装基板，所述基板的底面连接水溶性打印膜，所述水溶性打印膜与基板贴合的一面粘覆水溶胶，另一面水平设置。本发明采用水溶性打印膜水溶性附在基板上，该水溶性打印膜为PVA材料，可快速溶解于水，不溶于树脂，打印时打印件打印在水溶性打印膜上，再通过溶解水溶性打印膜实现取件，避免取件时对打印件造成损伤。

Description

一种基于CLIP 3D打印技术的打印平台

技术领域：

本发明涉及一种基于CLIP 3D打印技术的打印平台,特别适合于光固化3D打印技术取件难的情况。

背景技术：

光固化3D打印技术是目前打印精度和商业化程度最高的快速成型技术之一，它具有诸多优点,如能耗小、速度快、精度高、表面光滑以及可重复性好等特点。光固化3D打印技术已经发展出立体光刻成型技术(SLA)、数字投影技术(DLP)和连续液面生长(CLIP)等技术。其中CLIP技术，是目前光固化3D打印技术领域最炙手可热的研究方向。CLIP技术光敏树脂的氧阻聚效应，在打印区域和高氧透膜之间形成打印死区，在不分层的情况下实现树脂更新，连续固化。相较于其他光固化3D打印，打印速度提高了10~100倍，打印件精度更高，表面更光滑。

打印时，初始层光敏树脂固化后会粘结在基板上，传统的基板采用金属（如铝板）、亚克力板或玻璃板，这些基板表面通常要进行处理增强或减弱光敏树脂固化后与其的粘结力，如果粘结力大，打印物很难取下，取件过程也可能造成打印件损坏；如果粘结力过小，打印件会从基板上脱落，或者初始层发生翘曲，造成打印件变形。目前的解决方法，是在打印目标件时先在基板上打印牺牲层，打印完成后，将牺牲层从基板上剥离，然后将牺牲层从目标件上去除，但将牺牲层从目标件去除时依然会造成破坏。

发明内容

本发明针对光固化3D打印取件难的问题，提出了一种水溶性打印膜技术，将打印膜贴在基板上，将目标件打印在这种膜上，打印完成后，将基板取下，置于水中，泡去打印膜，打印物自动从基板上脱落，实现无损伤取件。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种基于CLIP 3D打印的打印平台，包括用于与步进电机驱动的安装板连接的悬臂安装板、基板安装板、基板；所述悬臂安装板的自由端通过基板水平调节结构连接基板安装板，所述基板安装板上通过基板拆装结构安装基板，所述基板的底面连接水溶性打印膜，所述水溶性打印膜与基板贴合的一面粘覆水溶胶，另一面水平设置。

所述基板水平调节结构，包括与所述悬臂安装板连接的上连杆、安装在所述基板安装板上的下连杆，所述上连杆和下连杆通过反向螺纹连接管连接，所述基板安装板上表面对称布置两个圆形水平仪安装位。

所述基板拆装结构包括安装在所述基板安装板背面的一个螺纹立柱，顶板穿过所述螺纹立柱安装在基板安装板上；所述顶板上安装用来顶下基板的顶柱；所述基板安装板四角布有与基板四角上螺纹柱相匹配的通孔。

所述悬臂安装板的自由端呈半椭圆形，前段布置有三个复合安装孔，所述复合安装孔包括两个部分组成，一部分为锥形沉孔，另一部分为腰形孔；所述上连杆上端端部设有与复合安装孔相匹配的腰形柱，并且中间开有螺纹孔，悬臂安装板与上连杆通过螺栓连接。

所述下连杆一端设有腰形柱，另一端布有外螺纹，所述上连杆、下连杆的螺纹互为反向；所述上连杆、下连杆通过反向螺纹连接管连接，反向螺纹连接管两端布有反向内螺纹；所述反向螺纹连接管在中部开有贯穿的调平孔。

所述基板安装板和顶板通过螺纹立柱和蝶形螺母锁紧；所述顶柱上安装弹簧。

所述基板安装板背面呈锥形。

所述基板安装板上对称布置有四个定位销安装孔；基板定位销通过螺纹连接安装在定位销安装孔上；基板上设有相对应的锥形基板定位孔；所述基板四角的四根基板螺纹柱穿过基板安装板上对应的孔，通过蝶形螺母将两板锁紧。

所述基板上密布有直径小于1mm的透气孔。

所述水溶性打印膜为PVA材质，其厚度在0.1mm至0.3mm之间。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1、本发明的光固化3D打印的打印平台，可以保证打印件与基板粘结牢固，不发生翘曲和脱落。

2、本发明的光固化3D打印的打印平台，支持基板的拆装，同时便于调平。

3、本发明的光固化3D打印的打印平台，提供了一种快捷有效的取件方式，打印件可通过浸泡于水中自动从基板脱落，且不对其造成损伤。

附图说明

图1是3D光固化打印平台的爆炸视图；

图2是悬臂安装板的在复合安装孔位的剖视图；

图3是上连杆的三维造型视图；

图4是反向螺纹连接管的三维造型视图；

图5是基板安装板的三维造型视图；

图6是基板的三维造型视图；

图中包括：100打印平台装配图；101悬臂安装板；102上连杆；103反向螺纹连接杆；104下连杆；105基板安装板；106顶板；107M6蝶形螺母；108顶柱；109弹簧；110圆形水平仪；111M5蝶形螺母；112基板；113基板定位销；114水溶性打印膜；201复合安装孔；301腰形柱；302螺纹孔；401调平孔；501螺纹立柱；502 基板安装孔；503定位销安装孔；504水平仪安装位；601基板螺纹柱；602基板定位孔；603透气孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：

如图1-6所示，本实施例的一种基于CLIP 3D打印的打印平台，包括用于与步进电机驱动的安装板连接的悬臂安装板101、基板安装板105、基板112；所述悬臂安装板101的自由端通过基板水平调节结构连接基板安装板105，所述基板安装板105上通过基板拆装结构安装基板112，所述基板112的底面连接水溶性打印膜114，所述水溶性打印膜114与基板贴合的一面粘覆水溶胶，另一面水平设置。

所述基板水平调节结构，包括上连杆102、下连杆104和反向螺纹连接管103，所述上连杆102安装在悬臂安装板101上，所述下连杆104安装在基板安装板105上，通过反向螺纹连接管103连接上、下连杆，旋转反向螺纹连接管103可以调节上下连杆的相对距离；

所述基板拆装结构包括通过上杆安装在基板安装板上的悬臂安装板连接；所述基板安装板105背面有一个螺纹立柱501，顶板106可穿过螺纹立柱501安装在基板安装板105上；所述顶板106上可安装顶柱108，顶柱108用来顶下基板112；所述基板安装板上105表面对称布置两个圆形水平仪安装位504；所述基板安装板105四角布有与基板112四角上螺纹柱相匹配的通孔；所述基板可以从基板安装板上拆下；

所述水溶性打印膜114，反面覆胶，正面水平，可以紧贴在基板上112，打印件在其上打印，打印完成后，可随基板一起拆下，溶解膜，取下打印件。

本实施例中所述的基于CLIP 3D打印的打印平台，所述悬臂安装板101尾部连接在步进电机驱动的安装板上，前端伸出，呈半椭圆形，前段布置有三个复合安装孔201，所述复合安装孔包括两个部分组成，一部分为锥形沉孔，另一部分为腰形孔；所述上连杆上端端部设有与复合安装孔相匹配的腰形柱301，并且中间开有螺纹孔302，悬臂安装板与上连杆通过螺栓连接。

本实施例中所述的基于CLIP 3D打印的打印平台，所述上连杆102和下连杆104结构类似，一端设有腰形柱，另一端布有外螺纹，上、下连杆的螺纹互为反向；所述上、下连接杆通过反向螺纹连接管103连接，反向螺纹连接管两端布有反向内螺纹；所述反向螺纹连接管在中部开有贯穿的调平孔401，可插入圆棒来旋转反向螺纹连接管，调节基板112水平。

复合安装孔设置为腰型孔和锥形沉头孔组合的好处是，在旋转反向螺纹螺纹管时，不会带动上、下连杆转动，从而导致上连杆从悬臂安装板上旋下，或下连杆从基板安装板上旋下。

本实施例中所述的基于CLIP 3D打印的打印平台，所述基板安装板105和顶板106通过螺纹立柱501和蝶形螺母107锁紧；所述顶柱上安装弹簧109，用来绷紧顶板；旋转蝶形螺纹可将顶板压下，顶下基板112。

本实施例中所述的基于CLIP 3D打印的打印平台，其特征在于，所述基板安装板105背面呈锥形，便于树脂下流。

本实施例中所述的基于CLIP 3D打印的打印平台，所述基板安装板上对称布置有四个定位销安装孔503；基板定位销113，可通过螺纹连接安装在定位销安装孔上；基板112上设有相对应的锥形基板定位孔602；所述基板四角的四根基板螺纹柱601可穿过基板安装板上对应的孔，通过蝶形螺母111将两板锁紧。

本实施例中所述的基于CLIP 3D打印的打印平台，所述基板上密布有直径小于1mm的透气孔603，防止打印膜在张贴时出现气泡，导致不平，同时扩大溶解打印膜时水与打印膜的接触面积。

本实施例中所述的基于CLIP 3D打印的打印平台，所述水溶性打印膜114为PVA材质，易溶于水，不溶于树脂，固化树脂与其粘结牢固；反面覆胶，胶水成分不应包含水，且胶水最好是水溶性的；该水溶性打印膜厚度在0.1mm至0.3mm之间。

本实施例中的水溶性打印膜采用的是PVA材料，其它易溶于水，或易溶于其它溶剂而不溶于树脂的薄膜亦可。

本实例中的采用的易拆基板结构是为了能将打印件取下，泡于水中，溶解水溶性打印膜实现无损取件，其他易拆打印平台亦适用。

工作过程：

针对下曝光的3D打印装置，打印前将打印膜覆胶面对着基板正面，贴上去，压平；然后将贴有打印膜的基板的四根安装柱插入基板安装板的四个安装孔中进行粗对准，微调位置，使基板安装板的四个定位销对准基板上的四个定位孔，两者贴齐后压紧并用蝶形螺母锁死，先用较小的力锁紧分别拧紧对角上的螺母，再加大力将螺母锁死；观察水平仪，如果打印台存在倾斜，用一个圆棒插入相应的反向螺纹管的调平孔中，旋转反向螺纹管将平台调至水平，进行打印。

打印结束后，松掉安装基板的四个蝶形螺母，然后用力拧顶板处的蝶形螺母，使顶柱顶下基板；将粘结有打印件的基板放在水中浸泡，一段时间后查看打印件是否自动脱落，如若未自动脱落，可用一个细线勒入缝隙中，来回穿梭辅助打印膜溶解，实现无损取下打印件。

应当指出，上述实施实例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于CLIP 3D打印的打印平台，包括用于与步进电机驱动的安装板连接的悬臂安装板（101）、基板安装板（105）、基板（112）；其特征在于，所述悬臂安装板（101）的自由端通过基板水平调节结构连接基板安装板（105），所述基板安装板（105）上通过基板拆装结构安装基板（112），所述基板（112）的底面连接水溶性打印膜（114），所述水溶性打印膜（114）与基板（112）贴合的一面粘覆水溶胶，另一面水平设置。

2.根据权利1所述的一种基于CLIP 3D打印的打印平台，其特征在于，所述基板水平调节结构，包括与所述悬臂安装板（101）连接的上连杆（102）、安装在所述基板安装板（105）上的下连杆（104），所述上连杆（102）和下连杆（104）通过反向螺纹连接管（103）连接，所述基板安装板（105）上表面对称布置两个圆形水平仪安装位（504）。

3.根据权利1所述的一种基于CLIP 3D打印的打印平台，其特征在于，所述基板拆装结构包括安装在所述基板安装板（105）背面的一个螺纹立柱（501），顶板（106）穿过所述螺纹立柱（501）安装在基板安装板（105）上；所述顶板（106）上安装用来顶下基板（112）的顶柱（108）；所述基板安装板（105）四角布有与基板（112）四角上螺纹柱相匹配的通孔。

4.根据权利2所述的一种基于CLIP 3D打印的打印平台，其特征在于，所述悬臂安装板（101）的自由端呈半椭圆形，前段布置有三个复合安装孔（201），所述复合安装孔包括两个部分组成，一部分为锥形沉孔，另一部分为腰形孔；所述上连杆上端端部设有与复合安装孔相匹配的腰形柱（301），并且中间开有螺纹孔（302），悬臂安装板与上连杆通过螺栓连接。

5.根据权利3或4所述的一种基于CLIP 3D打印的打印平台，其特征在于，所述下连杆（104）一端设有腰形柱，另一端布有外螺纹，所述上连杆（102）、下连杆（104）的螺纹互为反向；所述上连杆（102）、下连杆（104）通过反向螺纹连接管（103）连接，反向螺纹连接管（103）两端布有反向内螺纹；所述反向螺纹连接管（103）在中部开有贯穿的调平孔（401）。

6.根据权利3所述的一种基于CLIP 3D打印的打印平台，其特征在于，所述基板安装板（105）和顶板（106）通过螺纹立柱（501）和蝶形螺母（107）锁紧；所述顶柱上安装弹簧（109）。

7.根据权利1所述的一种基于CLIP 3D打印的打印平台，其特征在于，所述基板安装板（105）背面呈锥形。

8.根据权利1所述的一种基于CLIP 3D打印的打印平台，其特征在于，所述基板安装板上（105）对称布置有四个定位销安装孔（503）；基板定位销（113）通过螺纹连接安装在定位销安装孔（503）上；基板（112）上设有相对应的锥形基板定位孔（602）；所述基板（503）四角的四根基板螺纹柱（601）穿过基板安装板上对应的孔，通过蝶形螺母（111）将两板锁紧。

9.根据权利1所述的一种基于CLIP 3D打印的打印平台，其特征在于，所述基板上密布有直径小于1mm的透气孔（603）。

10.根据权利1所述的一种基于CLIP 3D打印的打印平台，其特征在于，所述水溶性打印膜（114）为PVA材质，其厚度在0.1mm至0.3mm之间。