CN111331839A - 3d打印设备的过滤系统、方法及适用的3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种3D打印设备的过滤系统、方法及适用的3D打印设备。过滤系统包括：吸取装置，设置在树脂槽的一侧，用于吸取树脂槽内的光固化材料；储液装置，连通吸取装置，用于储存自树脂槽内吸取的光固化材料；过滤装置，设置于吸取装置与储液装置之间和/或储液装置中，用于过滤自树脂槽内输出的光固化材料内的残渣；刮板装置，邻设于树脂槽，用于在运动状态下刮扫树脂槽底部的光固化材料以利于吸取装置吸取树脂槽内的光固化材料。本申请所涉及的过滤系统有效将光固化材料中的残渣滤除以保护离型膜，且能够在3D打印设备的制件过程中不影响其工作，利于树脂槽的更换，提供了光固化材料过滤的自动化操作解决方案。

Description

3D打印设备的过滤系统、方法及适用的3D打印设备

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印设备的过滤系统、方法及适用的3D打印设备。

背景技术

在基于光固化成型的3D打印设备中，通常将光固化材料置于树脂槽中，并在树脂槽中设有离型膜以利于在打印作业中固化层与树脂槽的分离。然而，在打印过程中由于各种原因，导致树脂槽内的液态树脂中会出现树脂残渣，如果未能及时将这些残渣清理，则会对离型膜产生影响以致离型膜破损，增加了生产成本。在一些实施方式中，采用人工定时将树脂槽内的树脂导出过滤，再将过滤后的树脂倒回树脂槽中继续使用的方式，但这种方式费时费力，对3D打印的自动化形成了障碍。

发明内容

鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请的目的在于提供一种3D打印设备的过滤系统、方法及适用的3D打印设备，以保持树脂槽内光固化材料的清洁度同时保护离型膜并提高成型精度。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请公开一种3D打印设备的过滤系统，所述3D打印设备包括树脂槽，所述过滤系统包括：吸取装置，设置在所述树脂槽的一侧，用于吸取所述树脂槽内的光固化材料；储液装置，连通所述吸取装置，用于储存自所述树脂槽内吸取的光固化材料；过滤装置，设置于所述吸取装置与储液装置之间和/或储液装置中，用于过滤自所述树脂槽内输出的光固化材料内的残渣；刮板装置，邻设于所述树脂槽，用于在运动状态下刮扫所述树脂槽底部的光固化材料以利所述吸取装置吸取所述树脂槽内的光固化材料。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述刮板装置包括刮板以及邻设于所述树脂槽的一侧的刮板控制机构，用于在翻转状态下带动所述刮板置入或远离所述树脂槽，以及在刮扫状态下带动所述刮板从所述树脂槽的一侧朝向相对的另一侧运动以刮扫所述树脂槽底部的光固化材料。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述刮板包括刮板主体以及用于将所述刮板主体连接在所述刮板控制机构上的连接臂，所述刮板主体的宽度与所述树脂槽的宽度相等。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述刮板控制机构包括：刮板控制电机，用以在工作状态下输出驱动力；丝杆，邻设于所述树脂槽的一侧，近端连接于所述刮板控制电机的动力输出轴，远端轴接于一支座上；位移块，螺旋于所述丝杆上并连接所述刮板的连接臂，用于在丝杆转动时在所述丝杆的近端与远端之间位移；导轨，设置于所述丝杠上，包括翻转段以及连通所述翻转段的直线位移段，所述翻转段包括用于限制所述连接臂随所述位移块过度旋转的限位部。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述吸取装置包括：吸取机构，用于吸取所述树脂槽内光固化材料；第一输送泵，用于提供吸取动力；第一管道，连通所述吸取机构、所述第一输送泵，以及所述储液装置；所述第一管道内设置有所述过滤装置。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述吸取机构包括：吸盘，连通所述第一管道，用于在置入所述树脂槽内时藉由所述第一输送泵提供的吸取动力吸取经所述刮板装置刮扫的光固化材料；吸盘摆臂，设置在所述树脂槽的一侧以固定所述吸盘，用于带动所述吸盘置入或远离所述树脂槽；吸盘控制电机，用于在工作状态下为所述吸盘摆臂提供驱动力。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述吸盘的吸口宽度与所述树脂槽的宽度相等。

在本申请第一方面的某些实施方式中，还包括连通所述储液装置的输送装置，用于将所述储液装置内的光固化材料输送至所述树脂槽内，所述储液装置与输送装置之间设置有过滤装置。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述输送装置包括：输送机构，用于将所述储液装置内存储的光固化材料输送至所述树脂槽内；第二输送泵，用于提供吸取动力；第二管道，连通所述第二输送泵及所述储液装置；所述第二管道内设置有所述过滤装置。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述输送机构包括：输送口，连通所述第二管道，用于将所述储液装置内存储的光固化材料输送至所述树脂槽内；输送摆臂，设置在所述树脂槽的一侧以固定所述输送口，用于带动所述输送口置入或远离所述树脂槽；输送控制电机，用于在工作状态下为所述输送摆臂提供驱动力。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述过滤系统还包括液位传感器，设置于所述树脂槽内或邻设于所述树脂槽，用以检测所述树脂槽内的光固化材料剩余量。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述3D打印设备为包含DLP系统的3D打印设备或包含SLA系统的3D打印设备。

本申请的第二方面还提供一种过滤方法，应用于具有树脂槽的3D打印设备中，所述过滤方法包括以下步骤：令一吸取装置将所述树脂槽内的光固化材料吸取至一储液装置中，所述吸取装置与储液装置之间和/或储液装置中设置有过滤装置，所述过滤装置过滤吸取的光固化材料内的残渣；检测到所述树脂槽内的光固化材料液位低于一阈值时，令一刮板装置刮扫所述树脂槽底部的光固化材料以利所述吸取装置继续吸取所述树脂槽内的光固化材料；令所述吸取装置吸取所述刮板装置刮扫的光固化材料。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述检测到所述树脂槽内的光固化材料液位低于一阈值时，令一刮板装置刮扫所述树脂槽底部的光固化材料的步骤包括：检测到所述树脂槽内的光固化材料液位低于第一阈值时，令一刮板控制机构翻转所述刮板装置以将其刮板置入所述树脂槽中，令所述刮板的下沿与所述树脂槽的底部接触；令所述刮板控制机构带动所述刮板从所述树脂槽的一侧朝向所述吸取装置的一侧运动以刮扫所述树脂槽底部的光固化材料

在本申请第二方面的某些实施方式中，还包括往所述树脂槽内添加光固化材料的步骤：接收到添加光固化材料的指令时令一输送装置将所述储液装置内的光固化材料输送至所述树脂槽内，所述储液装置与输送装置之间设置有过滤装置；检测到所述树脂槽内的光固化材料液位高于第二阈值时，令所述输送装置停止工作。

本申请的第三方面还提供一种3D打印设备，包括：机架；树脂槽，用于盛放待固化的光固化材料；能量辐射装置，设置在所述树脂槽底部一侧的预设位置，被配置为接收到打印指令时通过控制程序向所述树脂槽底部面投影方式或点阵扫描的方式辐射能量，以固化所述树脂槽内预设固化面的液态光固化材料；构件平台，在打印状态中位于所述树脂槽内，用于附着经能量辐射后得到的图案固化层，以便经由所述图案固化层积累形成3D构件；Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，被配置为依据打印指令调整所述构件平台与所述树脂槽底面的间距以填充待固化的光固化材料；如本申请的第一方面的各实施方式中所述的过滤系统，邻设于所述树脂槽，用以过滤所述树脂槽内光固化材料中的残渣；控制装置，电性连接所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及过滤系统，用于控制所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及过滤系统的工作状态。

在本申请第三方面的某些实施方式中，所述3D打印设备为包含DLP系统的3D打印设备或包含SLA系统的3D打印设备。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点：

本申请的过滤系统在第一方面可及时对树脂槽内的光固化材料进行过滤，从而避免在光固化材料中的残渣对离型膜造成损坏，并且在吸取过程中，吸盘的下表面贴着树脂槽底部离型膜，刮板装置配合将残留在树脂槽内的光固化材料刮扫到吸盘边缘，以保证树脂槽内的光固化材料能被完全吸净。另一方面，过滤系统的各装置在非工作状态下不影响3D打印设备的正常工作，不对做件过程产生干涉且不影响树脂槽的更换。因此，本申请所涉及的过滤系统有效地将光固化材料中的残渣滤除以保护离型膜并提高打印精度，且能够在3D打印设备的制件过程中不影响其工作，利于树脂槽的更换，提供了光固化材料过滤的自动化操作解决方案，并为3D打印的整体自动化操作奠定基础。

附图说明

本申请所涉及的发明的具体特征如所附权利要求书所显示。通过参考下文中详细描述的示例性实施方式和附图能够更好地理解本申请所涉及发明的特点和优势。对附图简要说明书如下：

图1显示为本申请中的过滤系统在一实施方式中的结构示意图。

图2显示为本申请中的刮板装置在一实施方式中的结构示意图。

图3显示为本申请刮板装置中的刮板在一实施方式中的结构示意图。

图4显示为本申请中刮板控制机构的导轨在一实施方式中的结构示意图。

图5显示为本申请中的吸取机构在一实施方式中的结构示意图。

图6显示为本申请中的吸盘在一实施方式中的结构示意图。

图7显示为本申请中的过滤系统在另一实施方式中的结构示意图。

图8显示为本申请中的输送机构在一实施方式中的结构示意图。

图9显示为本申请中的过滤系统在又一实施方式中的结构示意图。

图10显示为本申请中过滤系统及所适用的3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。

图11显示为本申请中的过滤方法在一实施例中的示意图。

图12a～图12c显示为本申请中的过滤系统的工作过程在一实施方式中的结构示意图。

图13显示为本申请中的3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件或参数，但是这些元件或参数不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件或参数与另一个元件或参数进行区分。例如，第一阈值可以被称作第二阈值，并且类似地，第二阈值可以被称作第一阈值，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一阈值和第二阈值均是在描述一个阈值，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个阈值。相似的情况还包括第一管道与第二管道，或者第一输送泵与第二输送泵。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

诚如背景技术中所述，在基于光固化成型的3D打印设备中，通常将光固化材料置于树脂槽中。以DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)3D打印设备为例，通过曝光装置将容器底的光固化材料进行照射后形成第一层固化层，该第一层固化层附着在构建板上，构建板在Z轴驱动机构的带动下上升移动，使得所述固化层从容器底部分离。在逐层打印的固化层与容器底的分离操作中需克服较大粘合力，并伴随有分离对打印层造成破坏的风险。因此，通常在树脂槽中设有离型膜以利于在打印作业中固化层与树脂槽的分离。但是，在3D打印设备的工作过程中，由于清理不净、余光固化、设备参数不合适等因素，导致在打印过程中经常会在树脂槽内出现树脂残渣等杂物，这些杂物若不及时清除，则会在构件平台下压的过程中破坏离型膜。对于离型膜与树脂槽一体式设置的结构，甚至会导致整个树脂槽报废，增加了生产成本、生产时间。

在一些实施方式中，通过人工方式过滤，例如在每次打印完一个构件、或打印完几个构件后，人工将树脂槽内的树脂倒出过滤，再将过滤后的树脂倒回树脂槽内继续使用，过滤过程繁琐且增加了时间及人力成本，也不利于自动化生产。

有鉴于此，本申请提供一种3D打印设备的过滤系统，在以下提供的实施例中，本申请的过滤系统包括：吸取装置、储液装置、过滤装置、以及刮板装置。

应当理解，所述3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在打印时，首先对所述数字模型文件进行处理以实现向3D打印设备导入待打印的3D构件模型。在此，所述3D构件模型包括但不限于基于CAD构件的3D构件模型，其举例为STL文件，控制装置对导入的STL文件进行布局及切层处理。所述3D构件模型可通过数据接口或网络接口导入到控制装置中。所导入的3D构件模型中的实体部分可以为任意形状，例如，所述实体部分包括牙齿状、球状、房屋状、齿状、或带有预设结构的任意形状等。其中，所述预设结构包括但不限于以下至少一种：腔体结构、包含形状突变的结构、和对于实体部分中轮廓精度有预设要求的结构等。3D打印设备通过对光固化材料进行逐层曝光固化并累积各固化层的方式打印3D构件。

在本申请中，所述3D打印设备可以为底面投影或底面曝光3D打印设备，例如底面投影光机进行面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，也可以为由底面激光器进行激光光斑扫描的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，换言之，即3D打印设备的光学系统位于容器(在某些应用场景下亦被称之为树脂槽)底面并面向所述容器的底面照射，用于将3D构件模型中的分层图像照射到打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层。其中，在利用所述3D打印设备打印物体时，曝光装置将容器底的光固化材料进行照射以形成第一层固化层，所述第一层固化层附着在构建板上，构建板在Z轴驱动机构的带动下上升移动，使得所述固化层从容器底部分离，接着下降所述构建板使得所述容器底部与第一层固化层之间填充待固化的光固化材料，再次照射以得到附着在第一层固化层上的第二层固化层，以此类推，经过多次填充、照射和分离操作，将各固化层累积在构建板上以得到3D物件。对采用底面曝光方式的光固化材料制造3D物件的3D打印设备，打印过程中采取逐层打印的方式必须实现每一打印层固化完成后与容器底剥离。形成一固化层时该固化层上、下表面分别附着于构建板、容器底，一般情况下3D物件与容器底粘合力较强，在构建板带动固化层上升以实现剥离的过程需要克服较大拉扯力，同时伴随固化层被损坏的风险。因此，通常会通过在树脂槽底部覆离型膜以减少剥离需克服的粘合力。

本申请所涉及的过滤系统为用于对3D打印设备所使用的光固化材料中的残渣进行过滤的系统，即利用过滤系统有效地将光固化材料中的残渣滤除以保护离型膜并提高打印精度，且能够在3D打印设备的制件过程中不影响其工作，利于树脂槽的更换，提供了光固化材料过滤的自动化操作解决方案，并为3D打印的整体自动化操作奠定基础。

在一个示例性的实施例中，请参阅图1，其显示为本申请中的过滤系统在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述3D打印设备包括树脂槽2，所述过滤系统的吸取装置11设置在所述树脂槽的一侧，用于吸取所述树脂槽内的光固化材料。所述吸取装置11连通储液装置12以借由所述储液装置12储存自所述树脂槽内吸取的光固化材料。

由于当树脂槽内的光固化材料少于一定量后，光固化材料难以再被有效吸出，并且光固化材料在未被固化前通常以液体形式盛放于树脂槽内，而光固化材料中的残渣通常以固体形式沉淀在树脂槽底部，因此为更有效地对位于树脂槽底部的光固化材料进行吸取，本申请的过滤系统还包括一邻设于所述树脂槽的刮板装置，所述刮板装置可在运动状态下刮扫所述树脂槽底部的光固化材料，将光固化材料聚集并向吸取装置所在的一侧刮扫，以利于所述吸取装置吸取所述树脂槽内的光固化材料。

在此，为对吸出的光固化材料中的残渣进行过滤，在所述吸取装置与储液装置之间和/或储液装置中设置有过滤装置。例如在一实施方式中，诚如图1中所示，可在所述吸取装置11与储液装置12之间的连接管路内设置过滤装置13，所述光固化材料经由过滤装置过滤残渣后被输出至所述储液装置12中存储；在另一实施方式中，可在储液装置12的入口处设置过滤装置，当光固化材料流入储液装置12时，先通过过滤装置过滤，从而将残渣滤除，将清洁的光固化材料存储在储液装置12内；在再一实施方式中，可在所述吸取装置11与储液装置12之间的连接管路内、以及储液装置12的入口处均设置过滤装置，从而一方面使光固化材料经由连接管路内的过滤装置一次过滤残渣后被输出至所述储液装置12中，另一方面在存入储液装置12中时，还通过储液装置12内的过滤装置二次过滤，从而保证存储在储液装置12中的光固化材料的清洁度。所述过滤装置包括但不限于孔隙大小小于光固化材料层的厚度的筛网、滤芯、或者可允许光固化材料通过但将残渣阻挡在外的过滤膜等。

其中，所述储液装置12包括但不限于储液瓶、储液罐等可用于存放光固化材料的各类容器。在一些实施方式中，所述储液装置12可根据光固化材料的材料特性来选择，例如根据光固化材料的化学特性，选择不易与光固化材料发生反应的容器；或者，根据光固化材料的储存温度要求，所述储液装置还可配置有保温装置等。

应当理解，所述光固化材料通常指经光(例如为紫外光、激光等)照射后会形成固化层的材料，其包括但不限于：光敏树脂、或光敏树脂与其他材料的混合液等。所述其他材料例如为陶瓷粉、色料等。

在一个示例性的实施例中，所述刮板装置包括刮板和刮板控制机构。所述刮板控制机构可控制所述刮板置入或远离所述树脂槽，并带动自所述刮板从所述树脂槽的一侧朝向相对的另一侧运动以刮扫所述树脂槽底部的光固化材料。

请参阅图2，其显示为本申请中的刮板装置在一实施方式中的结构示意图。如图所示，在本实施例中，所述刮板装置14包括：刮板141、以及邻设于所述树脂槽的一侧的刮板控制机构142。

为使所述刮板装置14即可在过滤系统工作过程中刮扫所述树脂槽底部的光固化材料以利于所述吸取装置吸取，又可在其非工作状态下不影响其他装置的工作，例如3D打印设备执行打印任务时、或者更换树脂槽等情况。所述刮板装置14被配置为可在翻转状态下带动所述刮板置入或远离所述树脂槽，以及在刮扫状态下带动自所述刮板从所述树脂槽的一侧朝向相对的另一侧运动以刮扫所述树脂槽底部的光固化材料。

在可能的实施方式中，请参阅图3，其显示为本申请刮板装置中的刮板在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述刮板141包括刮板主体1411以及用于将所述刮板主体1411连接在所述刮板控制机构上的连接臂1412，所述刮板主体的宽度与所述树脂槽的宽度相等，从而可对树脂槽内的光固化材料充分刮扫。在一实施例中，所述连接臂1412和刮板主体1411可以为一体成型，例如所述连接臂1412一体式地形成于所述刮板主体1411的一侧，并借由所述连接臂1412将刮板主体1411连接在所述刮板控制机构上；在另一实施例中，所述连接臂1412可以通过固定件与刮板主体1411和刮板控制机构连接，由此将刮板主体1411连接在所述刮板控制机构上，所述固定件包括但不限于螺丝、螺钉等。

在一实施例中，所述刮板141的连接臂1412与刮板主体1411之间具有间隔，所述间隔用于在所述刮板主体1411被放置于所述树脂槽内的状态下，使得所述刮板141的连接臂1412位于所述树脂槽侧壁的外侧，换言之，在所述刮板主体1411被放置于所述树脂槽内的状态下，所述刮板141的刮板主体1411及连接臂1412分别位于所述树脂槽侧壁的内外两侧，进而在刮板主体1411刮扫运动时可顺畅地做直线位移运动。

在一实施例中，为了避免刮板在刮扫过程中破坏离型膜，所述刮板主体1411的底部(即与树脂槽底部接触的部分)边缘设计成弧形边缘；或者，所述刮板主体1411底部的边缘还可包覆有柔性材质；亦或，所述刮板主体1411的底部为柔性材质。其中，所述柔性材质举例包括但不限于橡胶或硅胶等。

请继续参阅图2，在图2所示的实施例中，所述刮板控制机构142包括：刮板控制电机1421、丝杆1422、位移块1423、以及导轨1424。

所述刮板控制电机可在工作状态下输出驱动力，所述刮板控制电机1421的动力输出轴连接所述丝杆1422的近端(即靠近所述刮板控制电机1421的一端)，所述丝杆1422的远端(即远离所述刮板控制电机1421的一端)轴接于一支座上，所述丝杆1422邻设于所述树脂槽的一侧。所述位移块1423连接所述刮板的连接臂，且所述位移块1423中心开设有一与所述丝杆1422配合连接的连接孔，该连接孔表面具有螺纹从而可使所述位移块1423在丝杆1422转动时带动所述刮板在所述丝杆的近端与远端之间位移。所述导轨1424设置在所述丝杆1422上，为使所述刮板在接触到树脂槽底部后停止翻转并在树脂槽内平移运动以刮扫树脂槽底部的光固化材料，所述导轨包括翻转段以及连通所述翻转段的直线位移段。

在一实施方式中，请参阅图4，其显示为本申请中刮板控制机构的导轨在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述导轨包括两段连通的凹槽，其中垂直方向的凹槽即为翻转段1424a，水平方向的凹槽即为直线位移段1424b，位于所述翻转段1424a底部的导轨壁面形成一限位部，该限位部可限制所述连接臂随所述位移块过度旋转。请继续参阅图2，所述刮板141的连接臂一端与刮板主体连接，另一端穿过所述导轨的翻转段连接位移块。当位移块在丝杆1422转动时，首先带动所述刮板在翻转段内产生位移从而相对于树脂槽做翻转运动，当所述刮板141的连接臂触碰到所述限位部时，受到所述限位部的限制，仅允许所述刮板沿直线位移段在水平方向上运动，而无法进一步翻转。

基于上述实施例中的刮板装置结构，当刮板控制电机1421工作时，向丝杆1422输出旋转驱动力，丝杆1422旋转并带动设置于丝杆1422上的位移块1423、以及所述位移块1423上的刮板141同步旋转，当所述刮板141的连接臂触碰到所述限位部和/或刮板主体触碰到树脂槽底面时，刮板141受到所述限位部和/或树脂槽底面的限制无法进一步翻转，而由于刮板控制电机的持续工作，所述刮板141沿导轨的直线位移段在水平方向上运动，由此可在运动状态下刮扫所述树脂槽底部的光固化材料。在所述刮板装置工作完成后，通过刮板控制电机的反转即可沿原路径收回刮板主体至树脂槽外，不影响3D打印设备的打印工作或更换树脂槽的工作。

应当理解，上述实施例仅为刮板控制机构的举例而非限制，在实际应用中，所述刮板控制机构还可被配置为其他结构以实现在刮扫状态下带动所述刮板从所述树脂槽的一侧朝向相对的另一侧运动以刮扫所述树脂槽底部的光固化材料。例如，所述刮板还可同时连接一直线电机和旋转电机，从而在旋转电机的驱动下实现翻转，并在直线电机的驱动下实现水平方向上的位移。

在一个示例性的实施例中，所述刮板装置还可包括支架，所述支架位于所述树脂槽的一侧，并与所述吸取装置为相邻侧。所述支架上设有横向导轨、设置在横向导轨上的竖向导轨、以及分别设置在竖向导轨和横向导轨上的电机。所述刮板装置包括刮板主体、以及用于将所述刮板主体连接在所述竖向导轨上的连接臂。通过所述竖向导轨上的电机驱动，可调整所述刮板在竖直方向上的位置，从而使刮板置入或远离树脂槽，通过所述横向导轨上的电机驱动，可调整所述刮板在水平方向上的位置，从而使刮板在树脂槽内水平移动以刮扫所述树脂槽底部的光固化材料。其中，所述刮板主体的宽度与所述树脂槽的宽度相等，从而可利于对树脂槽内光固化材料的充分刮扫。

在一个示例性的实施例中，请继续参阅图1，所述吸取装置包括：吸取机构(未予以图示)、第一输送泵112、以及第一管道113。

所述第一输送泵用于提供吸取动力，所述吸取机构用于在第一输送泵112提供的吸取动力下吸取所述树脂槽内光固化材料，所述第一管道113连通所述吸取机构的吸口、所述第一输送泵112，以及所述储液装置。在所述第一输送泵112的工作状态下，所述吸取机构借由第一输送泵112所提供的吸取动力吸取所述树脂槽内光固化材料，光固化材料通过第一管道113被输送至储液装置中。在一实施方式中，所述第一管道113内设置有所述过滤装置13，所述光固化材料经由过滤装置13过滤残渣后被输出至所述储液装置12中存储。所述过滤装置13包括但不限于孔隙大小小于光固化材料层的厚度的筛网、滤芯、或者可允许光固化材料通过但将残渣阻挡在外的过滤膜等。

在一个示例性的实施例中，为了使吸取装置在非工作状态下不影响3D打印设备的正常打印工作、以及便于更换树脂槽，所述吸取装置被配置为可在驱动力下置入树脂槽内或远离树脂槽。

在可能的实施方式中，请参阅图5，其显示为本申请中的吸取机构在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述吸取机构111包括：吸盘1111、吸盘摆臂1112、以及吸盘控制电机1113。其中，所述吸盘1111连通所述第一管道，所述吸盘摆臂1112设置在所述树脂槽的一侧，所述吸盘摆臂1112的一端固定所述吸盘1111，所述吸盘摆臂1112的另一端连接所述吸盘控制电机1113的输出端，从而可在吸盘控制电机1113的工作状态下受到所述吸盘控制电机1113的驱动力作用，以带动所述吸盘1111下降置入树脂槽、以及上升远离树脂槽。

在一实施方式中，请参阅图6，其显示为本申请中的吸盘在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述吸盘1111的下部具有吸口1111a，吸盘1111的上部连通第一管道。所述吸盘1111的吸口1111a宽度与树脂槽内部的宽度相等，所述吸盘1111的主体宽度从下到上递减，以利于光固化材料的吸取，在图6所示的结构中，所述吸盘为鸭嘴式吸盘结构。在所述吸口的前侧具有一向上的缺口，在吸取机构的工作过程中，所述缺口形成吸取通道，即当吸口1111a的下表面到树脂槽底面时，光固化材料即从该缺口被吸入吸口中，并经由吸盘1111上部输送至第一管道内。所述吸盘1111的上部还具有一连接座1111b，所述连接座同时与所述吸盘1111的上部以及所述吸盘摆臂连接，从而在所述吸盘摆臂的带动下驱动吸盘1111运动。在一实施例中，为利于吸取光固化材料且避免过硬的材质在吸取时对离型膜可能造成的损坏，所述吸盘1111为橡胶或硅胶等的软体材质。

在本实施例中，所述吸盘机构工作时，首先启动吸盘控制电机为吸盘摆臂提供驱动力，吸盘摆臂带动吸盘置入树脂槽内，当吸盘的吸口接触到所述树脂槽底面时，吸口前侧的凹槽与树脂槽底面形成一允许光固化材料通过的缝隙，第一输送泵在第一管道中形成负压以吸取树脂槽内的光固化材料。光固化材料进入第一管道后，经由过滤装置过滤以将光固化材料中的残渣滤除，清洁的光固化材料被输送至储液装置中存储。在吸取完毕后，所述吸盘控制电机驱动吸盘摆臂向反方向运动，从而将吸盘抬高以远离树脂槽。

在一实施方式中，所述储液装置中被过滤后的光固化材料还可被循环使用。为此，所述过滤系统还包括输送装置，所述输送装置邻设于树脂槽并连通储液装置，从而可将储液装置内的光固化材料输送至所述树脂槽内。其中，在所述储液装置和输送装置之间还可设有过滤装置，以对所述储液装置中输出的光固化材料进行二次过滤。

在一个示例性的实施例中，请参阅图7，其显示为本申请中的过滤系统在另一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述输送装置包括：输送机构(未予以图示)、第二输送泵152、以及第二管道153。

其中，所述输送机构用于将所述储液装置12内存储的光固化材料输送至所述树脂槽2内，所述第二输送泵152用于提供吸取动力，所述第二管道153连通所述第二输送泵152及所述储液装置12，从而在第二输送泵152提供的吸取动力下将所述储液装置12内的光固化材料通过输送机构输送至树脂槽2内。在所述第二管道153内还设置有过滤装置13以对所述储液装置中输出的光固化材料进行二次过滤。

在一些情况下，为使所述输送装置在非工作状态下不影响3D打印设备的正常打印工作、以及便于更换树脂槽，所述输送装置被配置为可在驱动力下靠近或远离树脂槽。

在一个示例性的实施例中，请参阅图8，其显示为本申请中的输送机构在一实施方式中的结构示意图，如图所示，所述输送机构151包括：输送口1511、输送摆臂1512、以及输送控制电机1513。

所述输送控制电机1513用于在工作状态下为所述输送摆臂1512提供驱动力，所述输送摆臂1512设置在所述树脂槽的一侧，所述输送摆臂1512的一端连接所述输送控制电机1513的输出端，所述输送摆臂1512的另一端连接所述输送口1511，在所述输送控制电机1513的工作状态下，所述输送控制电机1513带动所述输送摆臂1512摆动，输送摆臂1512进一步带动输送口1511向下运动以置入或靠近树脂槽，所述输送口1511连通第二管道从而将储液装置内存储的光固化材料输送至树脂槽内。在实施例中，所述输送口1511例如为导管的管口。

其中，所述输送口1511可以是置入树脂槽内并将光固化材料输出至树脂槽，也可以是靠近树脂槽并借由液压或重力将光固化材料输出至树脂槽。例如，所述输送口可在输送摆臂1512的作用下位于树脂槽内，自输送口中流出的光固化材料则累积在树脂槽内；又如，所述输送口可在输送摆臂1512的作用下位于树脂槽上方，自输送口中流出的光固化材料通过重力作用向下流至树脂槽内；再如，所述输送口可在输送摆臂1512的作用下位于树脂槽一侧且输送口的出液口方向朝向树脂槽，自输送口中流出的光固化材料可借由第二输送泵提供的液压向树脂槽流出以在树脂槽内累积。

在本实施例中，所述输送装置工作时，首先启动输送控制电机为输送摆臂提供驱动力，输送摆臂带动输送口靠近或置入树脂槽内，并借由第二输送泵提供的吸取动力将所述储液装置中的光固化材料经由第二管道内的过滤装置过滤后输送至树脂槽内。在输送完毕后，所述输送控制电机驱动输送摆臂向反方向运动，从而将输送口抬高并转向以远离树脂槽。

在一个示例性的实施例中，为了对树脂槽内的光固化材料剩余量进行实时或定时检测，在所述树脂槽内或树脂槽附近设有液位传感器。

在一实施方式中，请参阅图9，其显示为本申请中的过滤系统在又一实施方式中的结构示意图。如图所示，在树脂槽2的上方设有液位传感器16，所述液位传感器16可被配置为实时或定时检测树脂槽内的光固化材料余量。例如，在3D打印设备的打印作业过程中，为保证树脂槽2内光固化材料的清洁度，可在光固化材料被使用一定量后即对剩余的光固化材料进行过滤，为此，当液位传感器16检测到树脂槽2内的光固化材料小于第三阈值后，即可启动过滤系统的吸取机构对树脂槽2内的光固化材料吸取并经第一管道113内的过滤装置过滤后将清洁的光固化材料存储于储液装置12中。又如，在吸取机构对树脂槽2内的光固化材料吸取的过程中，为防止树脂槽内的残渣由于沉淀在树脂槽底部而无法被吸净，当液位传感器16检测到树脂槽2内的光固化材料小于第一阈值后，使刮板控制机构翻转刮板装置以将其刮板置入所述树脂槽2中并刮扫所述树脂槽2底部的光固化材料，从而便于将树脂槽2底部的光固化材料均刮扫至吸取装置11的吸口附近以被吸取。再如，当液位传感器16检测到树脂槽2内的光固化材料小于第四阈值后，还可令输送装置向所述树脂槽2内输入清洁的光固化材料。还如，在输送装置向所述树脂槽2内输入清洁的光固化材料的过程中，当液位传感器16检测到树脂槽2内的光固化材料大于第二阈值后，即停止输送。其中，所述第一阈值、第二阈值、第三阈值、以及第四阈值的取值可根据实际情况来确定。例如，所述第一阈值、第四阈值的取值可包括但不限于为树脂槽容量的0％～20％等，如0％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％等；所述第二阈值的取值可根据需要打印的构件的数量、大小、或者预计的打印所需光固化材料用量来确定，其包括但不限于为树脂槽容量的1％～100％等，如1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％等。所述第三阈值的取值可根据打印前树脂槽内的光固化材料量、实际打印工作中光固化材料需要被过滤的频率、以及在打印过程中每一构件所需要消耗的光固化材料等来确定，例如在打印前树脂槽内的光固化材料余量为树脂槽整体容量的80％，打印当前构件需消耗10％的光固化材料且需要每次打印完一构件后即进行过滤，其每打印完一构件后需要进行一次光固化材料的过滤，则所述液位传感器在检测到减少10％的光固化材料后即可启动过滤系统的吸取机构对树脂槽内的光固化材料吸取以过滤。

其中，所述液位传感器可根据其设置位置或实际需要选择，例如当液位传感器设置在树脂槽内时，可选择浮球式液位传感器；又如当液位传感器设置在树脂槽上方或者为了避免液位传感器对打印工作的影响，可选择光电液位传感器等。

在一个示例性的实施例中，请参阅图10，其显示为本申请中过滤系统及所适用的3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。如图所示，3D打印设备包括树脂槽2、以及位于树脂槽上方的构件平台17，在树脂槽2的周围分别设有吸取装置11、刮板装置14、输送装置15、以及液位传感器16。所述液位传感器16用以检测树脂槽内的光固化材料余量，以根据不用的余量检测结果触发过滤系统的不同装置执行工作任务。当需要对树脂槽内的光固化材料过滤时，启动吸盘控制电机为吸盘摆臂提供驱动力，吸盘摆臂带动吸盘置入树脂槽内，当吸盘的吸口接触到所述树脂槽底面时，吸口前侧的缺口与树脂槽底面形成一允许光固化材料通过的缝隙，第一输送泵在第一管道中形成负压以吸取树脂槽内的光固化材料。光固化材料进入第一管道后，经由过滤装置过滤以将光固化材料中的残渣滤除，清洁的光固化材料被输送至储液装置中存储。当树脂槽2内的光固化材料小于第一阈值后，驱动刮板装置工作以刮扫树脂槽2底部的光固化材料，刮板控制电机向丝杆输出旋转驱动力，丝杆旋转并带动设置于丝杆上的位移块、以及所述位移块上的刮板同步旋转，当所述刮板的连接臂触碰到所述限位部和/或刮板主体触碰到树脂槽底面时，刮板受到所述限位部和/或树脂槽底面的限制无法进一步翻转，而由于刮板控制电机的持续工作，所述刮板沿导轨的直线位移段在水平方向上运动，由此可在运动状态下刮扫所述树脂槽底部的光固化材料，使得被刮扫的光固化材料堆积在靠近所述吸盘一侧，再令吸取装置11吸取该些被刮扫的光固化材料，进而使得残余在树脂槽内的光固化材料被吸取干净。在吸取完毕后，所述吸盘控制电机驱动吸盘摆臂向反方向运动，从而将吸盘抬高以远离树脂槽，并通过丝杆反转将刮板装置复位。当需要向树脂槽2内添加光固化材料时，首先启动输送控制电机为输送摆臂提供驱动力，输送摆臂带动输送口靠近或置入树脂槽内，并借由第二输送泵提供的吸取动力将所述储液装置中的光固化材料经由第二管道内的过滤装置过滤后输送至树脂槽内。当液位传感器检测到树脂槽内的光固化材料余量大于第二阈值时，提示输送完成，所述输送控制电机驱动输送摆臂向反方向运动，从而将输送口抬高并转向以远离树脂槽。

综上所述，本申请的过滤系统在第一方面可及时对树脂槽内的光固化材料进行过滤，从而在避免光固化材料中的残渣对离型膜造成损坏的同时提高打印精度，并且，在吸取过程中，吸盘的下表面贴着树脂槽底部离型膜，刮板装置配合将残留在树脂槽内的光固化材料刮扫到吸盘边缘，以保证树脂槽内的光固化材料能被完全吸净。另一方面，过滤系统的各装置在非工作状态下不影响3D打印设备的正常工作，不对做件过程产生干涉且不影响树脂槽的更换。

本申请还提供一种过滤方法，所述过滤方法可由计算机系统来执行，所述计算机系统通过其硬件和软件的结合来实现。

所述计算机系统至少包括：一个或多个存储器、一个或多个处理器、I/O接口、网络接口和输入结构等。

其中，所述存储器包含程序。所述存储器的类型包括：高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。

在某些实施例中，存储器还可以包括远离所述一个或多个处理器的存储器，例如经由RF电路或外部端口以及通信网络访问的网络附加存储器，其中所述通信网络可以是因特网、一个或多个内部网、局域网(LAN)、广域网(WLAN)、存储局域网(SAN)等，或其适当组合。存储器的控制器可以控制设备的诸如CPU和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。所述一个或多个处理器可操作地与网络接口耦接，以将计算设备以通信方式耦接至网络。例如，网络接口可将计算设备连接到局域网(如LAN)、和/或广域网(如WAN)。处理器还与I/O端口和输入结构可操作地耦接，该I/O端口连接3D打印设备、液位传感器、吸取装置、刮板装置、或者输送装置等，可使得计算设备能够与3D打印设备、液位传感器、吸取装置、刮板装置、或者输送装置等进行交互，该输入结构可使得用户能够与计算设备进行交互。可选的，所述输入结构可包括按钮、键盘、鼠标、触控板等。此外可选的，电子显示器可包括触摸部件，该触摸部件通过检测对象触摸其屏幕的发生和/或位置来促进用户输入。

本申请所涉及的过滤方法可应用于具有树脂槽的3D打印设备中，以对3D打印设备的树脂槽内的光固化材料进行过滤，使光固化材料中的残渣滤除，保证树脂槽内光固化材料的清洁度，从而在保护离型膜的同时提高打印精度。

在一个示例性的实施例中，请参阅图11，其显示为本申请中的过滤方法在一实施例中的示意图。

在步骤S110中，令一吸取装置将所述树脂槽内的光固化材料吸取至一储液装置中，所述吸取装置与储液装置之间和/或储液装置中设置有过滤装置，所述过滤装置过滤吸取的光固化材料内的残渣。

其中，所述吸取装置可包括吸取机构、第一输送泵、以及第一管道。所述第一输送泵用于提供吸取动力，所述吸取机构用于在第一输送泵提供的吸取动力下吸取所述树脂槽内光固化材料，所述第一管道连通所述吸取机构的吸口、所述第一输送泵，以及所述储液装置。在所述第一输送泵的工作状态下，所述吸取机构借由第一输送泵所提供的吸取动力吸取所述树脂槽内光固化材料，光固化材料通过第一管道被输送至储液装置中。

在一实施方式中，可在所述吸取装置与储液装置之间的连接管路内设置过滤装置，所述光固化材料经由过滤装置过滤残渣后被输出至所述储液装置中存储；在另一实施方式中，可在储液装置的入口处设置过滤装置，当光固化材料流入储液装置时，先通过过滤装置过滤，从而将残渣滤除，将清洁的光固化材料存储在储液装置内；在再一实施方式中，可在所述吸取装置与储液装置之间的连接管路内、以及储液装置的入口处均设置过滤装置，从而一方面使光固化材料经由连接管路内的过滤装置一次过滤残渣后被输出至所述储液装置中，另一方面在存入储液装置中时，还通过储液装置内的过滤装置二次过滤，从而保证存储在储液装置中的光固化材料的清洁度。所述过滤装置包括但不限于孔隙大小小于光固化材料层的厚度的筛网、滤芯、或者可允许光固化材料通过但将残渣阻挡在外的过滤膜等。

在步骤S120中，检测到所述树脂槽内的光固化材料液位低于一阈值时，令一刮板装置刮扫所述树脂槽底部的光固化材料以利所述吸取装置继续吸取所述树脂槽内的光固化材料。

应当理解，当树脂槽内的光固化材料量较多时，光固化材料的液面高于吸取装置的吸口，光固化材料较易被吸取装置所吸取，但当树脂槽内的光固化材料量较少时，沉淀在树脂槽底部的光固化材料难以直接被吸取装置所吸取，因此，可设置诸如液位传感器等检测装置检测树脂槽内的光固化材料余量，当检测到的光固化材料液位低于一阈值时，通过刮板装置刮扫所述树脂槽底部的光固化材料，从而将光固化材料归扫至靠近吸取装置一侧，以便所述吸取装置继续吸取所述树脂槽内的光固化材料。

其中，所述刮板装置包括刮板和刮板控制机构。所述刮板控制机构可控制所述刮板置入或远离所述树脂槽，并带动自所述刮板从所述树脂槽的一侧朝向相对的另一侧运动以刮扫所述树脂槽底部的光固化材料。

在可能的实施方式中，可在检测到所述树脂槽内的光固化材料液位低于第一阈值时，令所述刮板控制机构翻转所述刮板装置以将其刮板置入所述树脂槽中，令所述刮板的下沿与所述树脂槽的底部接触，并使所述刮板控制机构带动所述刮板从所述树脂槽的一侧朝向所述吸取装置的一侧运动以刮扫所述树脂槽底部的光固化材料。

应当理解，所述树脂槽通常为矩形结构，所述吸取装置设置在树脂槽的一侧，为使光固化材料被充分刮扫，所述刮板被配置为从吸取装置的相对侧方向向所述吸取装置的设置方向刮扫。

在此，所述第一阈值的取值可根据实际情况来确定，其包括但不限于为树脂槽容量的0％～20％等，如0％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％等。

在一实施方式中，所述刮板包括刮板主体以及用于将所述刮板主体连接在所述刮板控制机构上的连接臂，所述刮板主体的宽度与所述树脂槽的宽度相等，从而可对树脂槽内的光固化材料充分刮扫。所述刮板控制机构包括：刮板控制电机、丝杆、位移块、以及导轨。所述刮板控制电机可在工作状态下输出驱动力，所述刮板控制电机的动力输出轴连接所述丝杆的近端(即靠近所述刮板控制电机的一端)，所述丝杆的远端(即远离所述刮板控制电机的一端)轴接于一支座上，所述丝杆邻设于所述树脂槽的一侧。所述位移块连接所述刮板的连接臂，且所述位移块中心开设有一与所述丝杆配合连接的连接孔，该连接孔表面具有螺纹从而可使所述位移块在丝杆转动时带动所述刮板在所述丝杆的近端与远端之间位移。所述导轨设置在所述丝杆上，为使所述刮板在接触到树脂槽底部后停止翻转并在树脂槽内平移运动以刮扫树脂槽底部的光固化材料，所述导轨包括翻转段以及连通所述翻转段的直线位移段。当刮板控制电机工作时，向丝杆输出旋转驱动力，丝杆旋转并带动设置于丝杆上的位移块、以及所述位移块上的刮板同步旋转，当所述刮板的连接臂触碰到所述限位部和/或刮板主体触碰到树脂槽底面时，刮板受到所述限位部和/或树脂槽底面的限制无法进一步翻转，而由于刮板控制电机的持续工作，所述刮板沿导轨的直线位移段在水平方向上运动，由此可在运动状态下刮扫所述树脂槽底部的光固化材料。

请继续参阅图11，在步骤S130中，令所述吸取装置吸取所述刮板装置刮扫的光固化材料。

在此，由于刮板从所述树脂槽的一侧朝向所述吸取装置的一侧运动，光固化材料被归集至树脂槽中靠近吸取装置侧，因此令所述吸取装置吸取所述刮板装置刮扫的光固化材料即可将树脂槽内的光固化材料吸净。在某些实施方式中，还可重复步骤S120和步骤S130，以使刮扫及吸取效果更佳。

在一实施方式中，在接收到吸取装置工作完成的信号后，控制所述吸取装置的吸盘抬高以远离树脂槽；并且，控制所述刮板控制机构翻转刮板装置以使其远离树脂槽，从而不影响3D打印设备的打印工作、以及不影响树脂槽的更换等。

在一个示例性的实施例中，所述过滤方法还包括将清洁的光固化材料添加至树脂槽的步骤，为此，在接收到添加光固化材料的指令时令一输送装置将所述储液装置内的光固化材料输送至所述树脂槽内，并在检测到所述树脂槽内的光固化材料液位高于第二阈值时，令所述输送装置停止工作。

在可能的实施方式中，所述输送装置包括：输送机构、第二输送泵、以及第二管道。所述输送机构用于将所述储液装置内存储的光固化材料输送至所述树脂槽内，所述第二输送泵用于提供吸取动力，所述第二管道连通所述第二输送泵及所述储液装置，从而在第二输送泵提供的吸取动力下将所述储液装置内的光固化材料通过输送机构输送至树脂槽内。在某些实施方式中，所述储液装置和输送装置之间还设有过滤装置，以对所述储液装置中输出的光固化材料进行二次过滤。

其中，所述指令可基于液位传感器的检测结果、或者基于用户的操作指令而发出。例如，当液位传感器检测到树脂槽内的光固化材料余量过小需要添加时，发出添加光固化材料的指令；又如，用户选择需要添加光固化材料从而驱动输送装置工作；再如，当液位传感器检测到树脂槽内的光固化材料余量过小需要添加时，执行所述过滤方法的计算机设备与3D打印设备通信，当确定3D打印设备未在执行打印任务或接收到3D打印设备打印完成的信号后，驱动所述输送装置工作。

在此，所述第二阈值的取值可根据需要打印的构件的数量、大小、或者预计的打印所需光固化材料用量来确定，其包括但不限于为树脂槽容量的1％～100％等，如1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％等。

在一实施方式中，在接收到输送装置工作完成的信号后，控制所述输送装置远离树脂槽，从而不影响3D打印设备的打印工作、以及不影响树脂槽的更换等。

在一个示例性的实施例中，请参阅图12a～图12c，其显示为本申请中的过滤系统的工作过程在一实施方式中的结构示意图。如图所示，在图12a中，液位传感器16用以检测树脂槽2内的光固化材料余量。当需要对树脂槽内的光固化材料过滤时，如图12a中的箭头方向将吸取装置置入树脂槽内，第一输送泵在第一管道中形成负压以吸取树脂槽内的光固化材料。如图12b、图12c所示，当树脂槽2内的光固化材料小于第一阈值后，驱动刮板装置工作并按照图12b中的箭头方向刮扫树脂槽2底部的光固化材料，使得被刮扫的光固化材料堆积在靠近所述吸取装置一侧，再令吸取装置吸取该些被刮扫的光固化材料，进而使得残余在树脂槽内的光固化材料被吸取干净。光固化材料进入第一管道后，经由过滤装置过滤以将光固化材料中的残渣滤除，清洁的光固化材料被输送至储液装置中存储。在吸取完毕后，所述吸盘控制电机驱动吸盘摆臂向反方向运动，从而将吸取装置抬高以远离树脂槽，并将刮板装置复位，从而不影响3D打印设备的打印工作。当需要向树脂槽2内添加光固化材料时，使输送装置的输送机构靠近或置入树脂槽内，并借由第二输送泵提供的吸取动力将所述储液装置中的光固化材料经由第二管道内的过滤装置过滤后输送至树脂槽内。当液位传感器检测到树脂槽内的光固化材料余量大于第二阈值时，提示输送完成，将输送机构抬高以远离树脂槽以避免影响3D打印设备的打印工作。

综上所述，本申请中的过滤方法可通过吸取装置与刮板装置的配合充分并有效地过滤树脂槽内的光固化材料，并实现了光固化材料过滤的自动化。

其中，本申请中的过滤方法所涉及的吸取装置、储液装置、刮板装置、输送装置的具体结构可参考图1～图10对应实施例部分的结构，在此不再重述。

本申请还提供一种3D打印设备。

所述3D打印设备可以是底面投影或底面曝光3D打印设备，例如底面投影光机进行面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，也可以为由底面激光器进行激光光斑扫描的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，换言之，即3D打印设备的光学系统位于容器(在某些应用场景下亦被称之为树脂槽)底面并面向所述容器的底面照射，用于将3D构件模型中的分层图像照射到打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层。其中，在利用所述3D打印设备打印物体时，曝光装置将容器底的光固化材料进行照射以形成第一层固化层，所述第一层固化层附着在构建板上，构建板在Z轴驱动机构的带动下上升移动，使得所述固化层从容器底部分离，接着下降所述构建板使得所述容器底部与第一层固化层之间填充待固化的光固化材料，再次照射以得到附着在第一层固化层上的第二层固化层，以此类推，经过多次填充、照射和分离操作，将各固化层累积在构建板上以得到3D物件。对采用底面曝光方式的光固化材料制造3D物件的3D打印设备，打印过程中采取逐层打印的方式必须实现每一打印层固化完成后与容器底剥离。形成一固化层时该固化层上、下表面分别附着于构建板、容器底，一般情况下3D物件与容器底粘合力较强，在构建板带动固化层上升以实现剥离的过程需要克服较大拉扯力，同时伴随固化层被损坏的风险。因此，通常会通过在树脂槽底部覆离型膜以减少剥离需克服的粘合力。

在一个示例性的实施例中，请参阅图13，其显示为本申请中的3D打印设备在一实施方式中的结构示意图。如图所示，所述3D打印设备包括：机架(未予以图示)、树脂槽2、能量辐射装置(未予以图示)、构件平台17、Z轴驱动机构(未予以图示)、过滤系统以及控制装置(未予以图示)。

所述机架用以承载树脂槽2、能量辐射装置、构件平台17、以及Z轴驱动机构。所述树脂槽用于盛放待固化的光固化材料。其中，所述光固化材料通常指经光(例如为紫外光、激光等)照射后会形成固化层的材料，其包括但不限于：光敏树脂、或光敏树脂与其他材料的混合液等。所述其他材料例如为陶瓷粉、色料等。所述Z轴驱动机构与所述构件平台连接，被配置为依据打印指令调整所述构件平台与所述树脂槽底面的间距以填充待固化的光固化材料。所述构件平台在打印状态中位于所述树脂槽内，用于附着经能量辐射后得到的图案固化层，以便经由所述图案固化层积累形成3D构件。在打印过程中，所述Z轴驱动机构驱动所述构件平台下降至树脂槽内，经过能量辐射装置后的光固化材料形成图案固化层，图案固化层逐层累计后形成3D构件。

其中，所述能量辐射装置设置在所述树脂槽底部一侧的预设位置，所述能量辐射装置被配置为接收到打印指令时通过控制程序向所述树脂槽底部面投影方式或点阵扫描的方式辐射能量，以固化所述树脂槽内预设固化面的液态光固化材料。

在DLP设备中，所述能量辐射装置举例包括DMD芯片、控制器和存储模块。其中，所述存储模块中存储将3D构件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到构件平台上。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

对于SLA设备来说，所述能量辐射装置包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述构件平台上的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层。

所述过滤系统邻设于所述树脂槽，用以过滤所述树脂槽内光固化材料中的残渣。所述过滤系统的具体结构如图1～图10所对应的实施例中所记载，在此不再重述。当需要对树脂槽内的光固化材料过滤时，将吸取装置置入树脂槽内，第一输送泵在第一管道中形成负压以吸取树脂槽内的光固化材料。当树脂槽内的光固化材料小于第一阈值后，驱动刮板装置工作并刮扫树脂槽底部的光固化材料以利所述吸取装置继续吸取。光固化材料进入第一管道后，经由过滤装置过滤以将光固化材料中的残渣滤除，清洁的光固化材料被输送至储液装置中存储。在吸取完毕后，所述吸盘控制电机驱动吸盘摆臂向反方向运动，从而将吸取装置抬高以远离树脂槽，并将刮板装置复位，从而不影响3D打印设备的打印工作。当需要向树脂槽内添加光固化材料时，使输送装置的输送机构靠近或置入树脂槽内，并借由第二输送泵提供的吸取动力将所述储液装置中的光固化材料经由第二管道内的过滤装置过滤后输送至树脂槽内。当液位传感器检测到树脂槽内的光固化材料余量大于第二阈值时，提示输送完成，将输送机构抬高以远离树脂槽以避免影响3D打印设备的打印工作。

其中，过滤装置中的刮刀可被配置为：在3D打印设备的过滤工作时，用以在运动状态下刮扫所述树脂槽底部的光固化材料，以利所述吸取装置吸取所述树脂槽内的光固化材料。

所述控制装置电性连接所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及过滤系统，用于控制所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及过滤系统的工作状态。

所述控制装置例如为控制板卡(布设有电子器件的电路板)，所述控制板卡包括存储单元、处理单元、和驱动预留接口单元。其中，所述存储单元包含非易失性存储器、易失性存储器等。其中，所述非易失性存储器举例为固态硬盘或U盘等。所述存储单元通过系统总线与处理单元连接在一起。所述处理单元包含CPU或集成有CPU的芯片、可编程逻辑器件(FPGA)、和多核处理器中的至少一种。所述驱动预留接口单元包括多个驱动预留接口，各所述驱动预留接口分别电性连接如能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及过滤系统，用于控制所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及过滤系统等3D打印设备中独立封装且通过接口传输数据或驱动工作的装置。所述装置还包括以下至少一种：提示装置、人机交互装置等。所述驱动预留接口单元根据所连接的装置而确定其接口类型，其包括但不限于：通用串行接口、视频接口、工控接口等。例如，所述驱动预留接口包括：USB接口、HDMI接口和RS232接口，其中，USB接口和RS232接口均有多个，USB接口可连接人机交互装置等，RS232接口连接能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及过滤系统，用于控制所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及过滤系统等。

在一个示例性的实施例中，所述3D打印设备包括打印状态和过滤状态。所述控制装置中可包括对所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及过滤系统的控制程序，以根据控制程序启动相应装置或机构执行相应工作。例如，在打印状态下，所述控制装置驱动Z轴驱动机构带动构件平台下降至树脂槽内，并且所述控制装置向所述能量辐射装置发送打印指令，通过控制程序向所述树脂槽底部面投影方式或点阵扫描的方式辐射能量，以固化所述树脂槽内预设固化面的液态光固化材料。构件平台的下表面附着经能量辐射后得到的图案固化层，并经由所述图案固化层积累形成3D构件。又如，在过滤状态下，当需要树脂槽内的过滤光固化材料时，所述控制装置驱动Z轴驱动机构带动构件平台上升，并且向所述吸取过滤装置发送过滤指令。所述过滤系统中的吸取装置置入树脂槽内吸取光固化材料，当树脂槽内的光固化材料量小于第一阈值后，控制装置驱动刮板装置置入树脂槽内并向所述吸取装置方向刮扫光固化材料以利于吸取装置将树脂槽内的光固化材料吸净。被吸取装置吸取的光固化材料经过过滤装置过滤后被存储至储液装置中。在吸取装置和刮板装置工作完成后，均分别受控远离所述树脂槽。当需要向树脂槽中添加光固化材料时，所述控制装置驱动输送装置从储液装置中抽取光固化材料至树脂槽中。当树脂槽内的光固化材料量大于第二阈值时，控制所述输送装置停止向树脂槽中添加光固化材料并远离所述树脂槽。在一实施方式中，所述控制装置还可设置在1个或多个打印构件打印完成后驱动过滤装置工作以对树脂槽内的光固化材料过滤，避免光固化材料中的残渣损伤离型膜。

综上所述，本申请的3D打印设备可对树脂槽内的光固化材料进行过滤，从而在避免光固化材料中的残渣对离型膜造成损坏的同时提高打印精度，并且，在过滤系统吸取光固化材料的过程中，刮板装置配合将残留在树脂槽内的光固化材料刮扫到吸取装置的吸盘边缘，以保证树脂槽内的光固化材料能被完全吸净。另一方面，3D打印设备中的过滤系统的各装置在非工作状态下不影响3D打印设备打印系统的正常工作，不对做件过程产生干涉且不影响树脂槽的更换。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (17)

1.一种3D打印设备的过滤系统，所述3D打印设备包括树脂槽，其特征在于，所述过滤系统包括：

吸取装置，设置在所述树脂槽的一侧，用于吸取所述树脂槽内的光固化材料；

储液装置，连通所述吸取装置，用于储存自所述树脂槽内吸取的光固化材料；

过滤装置，设置于所述吸取装置与储液装置之间和/或储液装置中，用于过滤自所述树脂槽内输出的光固化材料内的残渣；

刮板装置，邻设于所述树脂槽，用于在运动状态下刮扫所述树脂槽底部的光固化材料以利于所述吸取装置吸取所述树脂槽内的光固化材料。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备的过滤系统，其特征在于，所述刮板装置包括刮板以及邻设于所述树脂槽的一侧的刮板控制机构，用于在翻转状态下带动所述刮板置入或远离所述树脂槽，以及在刮扫状态下带动所述刮板从所述树脂槽的一侧朝向相对的另一侧运动以刮扫所述树脂槽底部的光固化材料。

3.根据权利要求2所述的3D打印设备的过滤系统，其特征在于，所述刮板包括刮板主体以及用于将所述刮板主体连接在所述刮板控制机构上的连接臂，所述刮板主体的宽度与所述树脂槽的宽度相等。

4.根据权利要求3所述的3D打印设备的过滤系统，其特征在于，所述刮板控制机构包括：

刮板控制电机，用以在工作状态下输出驱动力；

丝杆，邻设于所述树脂槽的一侧，近端连接于所述刮板控制电机的动力输出轴，远端轴接于一支座上；

位移块，螺旋于所述丝杆上并连接所述刮板的连接臂，用于在丝杆转动时在所述丝杆的近端与远端之间位移；

导轨，设置于所述丝杠上，包括翻转段以及连通所述翻转段的直线位移段，所述翻转段包括用于限制所述连接臂随所述位移块过度旋转的限位部。

5.根据权利要求1所述的3D打印设备的过滤系统，其特征在于，所述吸取装置包括：

吸取机构，用于吸取所述树脂槽内的光固化材料；

第一输送泵，用于提供吸取动力；

第一管道，连通所述吸取机构、所述第一输送泵，以及所述储液装置；所述第一管道内设置有所述过滤装置。

6.根据权利要求5所述的3D打印设备的过滤系统，其特征在于，所述吸取机构包括：

吸盘，连通所述第一管道，用于在置入所述树脂槽内时藉由所述第一输送泵提供的吸取动力吸取经所述刮板装置刮扫的光固化材料；

吸盘摆臂，设置在所述树脂槽的一侧以固定所述吸盘，用于带动所述吸盘置入或远离所述树脂槽；

吸盘控制电机，用于在工作状态下为所述吸盘摆臂提供驱动力。

7.根据权利要求6所述的3D打印设备的过滤系统，其特征在于，所述吸盘的吸口宽度与所述树脂槽的宽度相等。

8.根据权利要求1所述的3D打印设备的过滤系统，其特征在于，还包括连通所述储液装置的输送装置，用于将所述储液装置内的光固化材料输送至所述树脂槽内，所述储液装置与输送装置之间设置有过滤装置。

9.根据权利要求8所述的3D打印设备的过滤系统，其特征在于，所述输送装置包括：

输送机构，用于将所述储液装置内存储的光固化材料输送至所述树脂槽内；

第二输送泵，用于提供吸取动力；

第二管道，连通所述第二输送泵及所述储液装置；所述第二管道内设置有所述过滤装置。

10.根据权利要求9所述的3D打印设备的过滤系统，其特征在于，所述输送机构包括：

输送口，连通所述第二管道，用于将所述储液装置内存储的光固化材料输送至所述树脂槽内；

输送摆臂，设置在所述树脂槽的一侧以固定所述输送口，用于带动所述输送口置入或远离所述树脂槽；

输送控制电机，用于在工作状态下为所述输送摆臂提供驱动力。

11.根据权利要求1所述的3D打印设备的过滤系统，其特征在于，所述过滤系统还包括液位传感器，设置于所述树脂槽内或邻设于所述树脂槽，用以检测所述树脂槽内的光固化材料剩余量。

12.根据权利要求1所述的3D打印设备的过滤系统，其特征在于，所述3D打印设备为包含DLP系统的3D打印设备或包含SLA系统的3D打印设备。

13.一种过滤方法，应用于具有树脂槽的3D打印设备中，其特征在于，所述过滤方法包括以下步骤：

令一吸取装置将所述树脂槽内的光固化材料吸取至一储液装置中，所述吸取装置与储液装置之间和/或储液装置中设置有过滤装置，所述过滤装置过滤吸取的光固化材料内的残渣；

检测到所述树脂槽内的光固化材料液位低于一阈值时，令一刮板装置刮扫所述树脂槽底部的光固化材料以利于所述吸取装置继续吸取所述树脂槽内的光固化材料；

令所述吸取装置吸取所述刮板装置刮扫的光固化材料。

14.根据权利要求13所述的过滤方法，其特征在于，所述检测到所述树脂槽内的光固化材料液位低于一阈值时，令一刮板装置刮扫所述树脂槽底部的光固化材料的步骤包括：

检测到所述树脂槽内的光固化材料液位低于第一阈值时，令一刮板控制机构翻转所述刮板装置以将其刮板置入所述树脂槽中，令所述刮板的下沿与所述树脂槽的底部接触；

令所述刮板控制机构带动所述刮板从所述树脂槽的一侧朝向所述吸取装置的一侧运动以刮扫所述树脂槽底部的光固化材料。

15.根据权利要求13所述的过滤方法，其特征在于，还包括往所述树脂槽内添加光固化材料的步骤：

接收到添加光固化材料的指令时令一输送装置将所述储液装置内的光固化材料输送至所述树脂槽内，所述储液装置与输送装置之间设置有过滤装置；

检测到所述树脂槽内的光固化材料液位高于第二阈值时，令所述输送装置停止工作。

16.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

机架；

树脂槽，用于盛放待固化的光固化材料；

能量辐射装置，设置在所述树脂槽底部一侧的预设位置，被配置为接收到打印指令时通过控制程序向所述树脂槽底部面投影方式或点阵扫描的方式辐射能量，以固化所述树脂槽内预设固化面的液态光固化材料；

构件平台，在打印状态中位于所述树脂槽内，用于附着经能量辐射后得到的图案固化层，以便经由所述图案固化层积累形成3D构件；

Z轴驱动机构，与所述构件平台连接，被配置为依据打印指令调整所述构件平台与所述树脂槽底面的间距以填充待固化的光固化材料；

如权利要求1～12所述的过滤系统，邻设于所述树脂槽，用以过滤所述树脂槽内光固化材料中的残渣；

控制装置，电性连接所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及过滤系统，用于控制所述能量辐射装置、Z轴驱动机构、以及过滤系统的工作状态。

17.根据权利要求16所述的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备为包含DLP系统的3D打印设备或包含SLA系统的3D打印设备。

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