CN111331840A - 一种多光路光固化3d打印设备 - Google Patents

一种多光路光固化3d打印设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多光路光固化3D打印设备，机架上并排设置有至少一个打印机构，打印机构包括树脂槽、承载网板、网板驱动组件和光路组件；树脂槽设置在机架上，承载网板位于树脂槽内；网板驱动组件包括支撑架、网板安装架以及第一驱动构件，第一驱动构件用于驱使网板安装架移动以使承载网板基于零件模型预设切片层厚的步进量浸入到光敏树脂中；光路组件设置在机架上，光路组件用于发出激光线束以沿着零件模型切片截面轮廓在承载网板表面的光敏树脂上扫描。本发明通过在不同树脂槽中放置不同种类的光敏树脂完成不同类型的零件模型打印，多个打印机构独立控制和独立打印，以提高打印效率。

Description

一种多光路光固化3D打印设备
技术领域
本发明涉及打印设备的技术领域，特别涉及一种多光路光固化3D打印设备。
背景技术
快速成型技术，又称3D打印，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，其根据零件或者物体的三维模型数据，通过成型设备以材料累加的方式就可以制造出实物或者实物模型。
打印的基本原理是分层加工、叠加成型，即通过逐层增加材料来生成3D实体，在进行3D打印时，首先由计算机通过设计、扫描等方式得到待打印物体的三维模型，再通过电脑辅助设计技术（例如CAD）沿某个方向完成一系列数字切片，并将这些切片的信息传送到3D打印机上，由计算机根据切片生成机器指令，3D打印机根据该机器指令打印出薄型层面，并将连续的薄型层面堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维立体实物，完成3D打印。
在3D打印技术中，光固化3D打印机，通过采用单颗UV-LED光源或者用紫外激光光源照射到DMD芯片后，再通过镜头照射到树脂槽表面或底部以使得被照射到的光敏树脂固化，从而完成3D打印过程。
但目前市场上的光固化3D打印设备只有一套光路组件和一个树脂槽，使得光固化3D打印设备只能打印一种材料，整体打印效率较慢，因此存在一定的改进之处。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多光路光固化3D打印设备，具有提高打印效率的特点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种多光路光固化3D打印设备，包括机架，所述机架上并排设置有至少一个打印机构，所述打印机构包括树脂槽、承载网板、网板驱动组件和光路组件；
树脂槽设置在机架上且开口朝上设置，所述树脂槽内设有光敏树脂，所述承载网板位于树脂槽内，且承载网板的表面被光敏树脂覆盖；
网板驱动组件包括固定在机架上的支撑架、竖直滑动安装在支撑架上的网板安装架、以及设置在支撑架上且与网板安装架相连的第一驱动构件，所述网板安装架用于保持承载网板水平设置，所述第一驱动构件用于驱使网板安装架移动以使承载网板基于零件模型预设切片层厚的步进量浸入到光敏树脂中；
光路组件设置在机架上且位于树脂槽上方，所述光路组件用于发出激光线束以沿着零件模型切片截面轮廓在承载网板表面的光敏树脂上扫描。
通过上述技术方案，应用其中一个打印机构进行打印时，首先将承载网板置于树脂槽中，承载网板的表面与光敏树脂的表面齐平以使得光敏树脂能够覆盖承载网板的表面，此时，光路组件发出激光线束以沿着零件模型切片截面轮廓在覆盖在承载网板表面的光敏树脂上扫描，经过激光线束扫描的光敏树脂固化在承载网板上，随后，网板驱动组件驱使承载网板下移，下移的距离为零件模型预设切片层厚的步进量；
重复上述动作，光路组件发出激光线束沿着零件模型下一层切片截面在光敏树脂上扫描，使得光敏树脂固化并堆叠，承载网板在网板驱动组件的作用下继续下移一个预设切片层厚的步进量，由此实现在承载网板上通过光敏树脂完成整个零件模型的堆叠固化；
其中，当需要应用一台3D打印设备实现多种不同类型的零件模型打印时，可以通过在不同树脂槽中放置不同种类的光敏树脂即可完成不同类型的零件模型打印，两个打印机构独立控制和独立打印，从而有效提高打印效率。
优选的，所述第一驱动构件包括固定在支撑架上的第一驱动电机、以及同轴连接在第一驱动电机输出轴上的第一驱动丝杆，所述网板安装架上设置有供第一驱动丝杆螺纹连接的第一螺纹座。
通过上述技术方案，第一驱动电机驱使第一驱动丝杆转动，第一驱动丝杆通过第一螺纹座带动网板安装架移动，第一驱动丝杆的形式能够精确控制网板安装架的移动距离。
优选的，所述支撑架上滑动安装有压块安装架，所述压块安装架上连接有液位压块，所述支撑架上设有用于驱使压块安装架移动以使液位压块浸入到树脂槽中并将树脂槽中的光敏树脂保持在预设标准液位处的第二驱动构件。
通过上述技术方案，在光敏树脂经过固化后将造成光敏树脂在树脂槽中的液位高度降低，本申请通过第二驱动构件驱使压块安装架移动，进而带动液位压块浸入到树脂槽中，从而能够保持光敏树脂保持在预设标准液位处，方便光路组件将激光线束经过聚焦后打在光敏树脂表面，将光敏树脂固化成型。
优选的，所述第二驱动构件包括固定在支撑架上的第二驱动电机、以及同轴连接在第二驱动电机输出轴上的第二驱动丝杆，所述压块安装架上设置有供第二驱动丝杆螺纹连接的第二螺纹座。
通过上述技术方案，第二驱动丝杆的方式精准对压块安装架的移动距离形成控制。
优选的，所述树脂槽上设置有用于检测树脂槽中光敏树脂液位高度并反馈至第二驱动构件的液位传感器。
通过上述技术方案，液位传感器用于检测光敏树脂的液位高度进而反馈至第二驱动构件，以方便第二驱动构件带动压块安装架移动以将光敏树脂的液位高度调节至预设标准液位处。
优选的，所述树脂槽中水平设置有刮刀，所述刮刀的刀口与保持在树脂槽预设标准液位处的光敏树脂的表面齐平，所述刮刀的两端滑动安装在机架上，所述机架上设置有用于驱使刮刀移动的第三驱动构件。
通过上述技术方案，在承载网板每下移一个步进量后且在光路组件发出激光线束之前，刮刀能够在第三驱动构件的作用下移动，刮刀能够保持预设标准液位处的光敏树脂表面平整，从而方便后续光敏树脂的固化堆叠，并提高打印出零件模型形状的品质。
优选的，所述第三驱动构件包括固定在机架上的第三驱动电机、以及同轴安装在第三驱动电机输出轴上的第一同步带轮，所述机架上转动安装有第二同步带轮，所述第一同步带轮和第二同步带轮之间安装有同步带体，所述刮刀的一端固定在同步带体上。
通过上述技术方案，第三驱动电机通过第一同步带轮、第二同步带轮和同步带体带动刮刀高效、稳定地移动。
优选的，所述光路组件包括光路安装板、激光器、偏转平面镜、聚焦振镜和扫描振镜；
光路安装板固定在机架上；
激光器设置在机架上用于发出激光线束，偏转平面镜、聚焦振镜和扫描振镜设置在机架上，激光线束经偏转平面镜、聚焦振镜和扫描振镜后打在覆盖在承载网板表面的光敏树脂上。
通过上述技术方案，聚焦振镜用于将激光线束聚焦在预设标准液位处的光敏树脂表面，扫描振镜用于控制激光线束沿着零件模型切片截面轮廓在承载网板上扫描。
优选的，所述激光器为固体激光器。
优选的，所述聚焦振镜为动态聚焦振镜。
综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：
应用本申请的多光路光固化3D打印设备，当需要应用一台3D打印设备实现多种不同类型的零件模型打印时，可以通过在不同树脂槽中放置不同种类的光敏树脂即可完成不同类型的零件模型打印，两个打印机构独立控制和独立打印，从而有效提高打印效率。
附图说明
图1为本发明技术方案中多光路光固化3D打印设备的结构示意图；
图2为本发明技术方案中承载网板的安装示意图；
图3为本发明技术方案中光路组件的结构示意图；
图4为本发明技术方案中网板驱动组件的结构示意图；
图5为本发明技术方案中液位压块的安装示意图；
图6为本发明技术方案中刮刀的安装示意图。
附图标记：1、机架；2、打印机构；21、树脂槽；22、承载网板；221、通孔；23、网板驱动组件；231、支撑架；232、网板安装架；233、第一驱动构件；2331、第一驱动电机；2332、第一驱动丝杆；2333、第一螺纹座；24、光路组件；241、光路安装板；242、激光器；243、偏转平面镜；244、聚焦振镜；245、扫描振镜；246、光路通过口；25、压块安装架；26、液位压块；27、第二驱动构件；271、第二驱动电机；272、第二驱动丝杆；273、第二螺纹座；28、液位传感器；29、刮刀；30、第三驱动构件；301、第三驱动电机；302、第一同步带轮；303、第二同步带轮；304、同步带体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
现有技术中光固化3D打印设备只有一套光路组件24和一个树脂槽21，使得光固化3D打印设备只能打印一种材料，整体打印效率较慢。
本申请提出了一种多光路光固化3D打印设备，需要应用一台3D打印设备实现多种不同材料类型的零件模型打印时，可以通过在不同树脂槽21中放置不同种类的光敏树脂即可完成不同材料类型的零件模型打印，不同零件模型打印独立控制且独立打印，打印过程相互不进行干涉，从而有效提高打印效率。
本发明提出的一种多光路光固化3D打印设备与控制器电性连接，由控制器对多光路光固化3D打印设备中各个组件进行电气控制。可理解的是，控制器的具体控制原理及结构，为本领域普通技术人员所熟知，故在此不再详述。其中，参照图1所示，一种多光路光固化3D打印设备包括机架1、以及并排设置在机架1上的至少一个打印机构2，本实施例中，打印机构2的数量可以根据具体情况进行设置，本实施例以打印机构2设置两个为例进行阐述说明。
打印机构2包括树脂槽21、承载网板22、网板驱动组件23和光路组件24。
树脂槽21固定设置在机架1上且开口朝上设置，树脂槽21内设有光敏树脂，光敏树脂为光固化快速成型的材料，光敏树脂为液态光固化树脂。本实施例中多光路光固化3D打印设备应用于模具制作、医疗器械、文物保护及建筑设计等领域，根据实际需要打印的零件模型进行光敏树脂的配比即可，本实施例不作具体限定。其中，若将陶瓷颗粒混合进入到光敏树脂中，该光敏树脂相应能够制作骨科、牙科及微传感器等产品，但不以此为限。
承载网板22位于树脂槽21内且浸入到光敏树脂中，承载网板22上均匀布置有若干通孔221，光敏树脂能够通过通孔221在承载网板22上保持流动。本实施例中，承载网板22的表面与光敏树脂的液面保持齐平，承载网板22的表面被光敏树脂覆盖，覆盖的厚度仅仅为零件模型的一个切片层厚。
结合图2和图4所示，网板驱动组件23包括支撑架231、网板安装架232和第一驱动构件233，支撑架231呈竖直固定在机架1上，网板安装架232以竖直方向滑动安装在支撑架231上，网板安装架232用于供承载网板22固定，且承载网板22以水平状态被固定在网板安装架232上。第一驱动构件233设置在支撑架231上以与网板安装架232相连，第一驱动构件233用于驱使网板安装架232沿着支撑架231竖直方向移动。
第一驱动构件233包括第一驱动电机2331、第一驱动丝杆2332和第一螺纹座2333，第一驱动电机2331固定在支撑架231上，第一驱动丝杆2332的两端通过轴承座安装在支撑架231上，第一驱动电机2331的输出轴通过联轴器同轴连接在第一驱动丝杆2332上，第一螺纹座2333固定在网板安装架232上，第一驱动丝杆2332螺纹连接在第一螺纹座2333上。本实施例中，第一驱动电机2331采用伺服电机，第一驱动电机2331带动第一驱动丝杆2332转动，进而能够带动网板安装架232沿着支撑架231竖直方向按照第一驱动电机2331的步进量移动。
结合图1和图3所示，光路组件24设置在机架1上且位于树脂槽21上方，光路组件24用于发出激光线束以沿着零件模型切片截面轮廓在承载网板22表面的光敏树脂上扫描。光路组件24包括光路安装板241、激光器242、偏转平面镜243、聚焦振镜244和扫描振镜245。光路安装板241固定在机架1上，光路安装板241呈水平设置且位于树脂槽21开口的上方，光路安装板241上开设有光路通过口246。
激光器242、偏转平面镜243、聚焦振镜244和扫描振镜245均设置在光路安装板241上，本实施例中，激光器242采用固体激光器242，激光波长是355nm，激光器242用于发出激光线束，激光线束经偏转平面镜243、聚焦振镜244和扫描振镜245后打在覆盖在承载网板22表面的光敏树脂上。
具体的，偏转平面镜243用于将激光线束反射至聚焦振镜244中，聚焦振镜244为动态聚焦振镜244，聚焦振镜244用于将激光线束进行聚焦。扫描振镜245包括振镜壳体、以及设置在振镜壳体内的X轴振镜和Y轴振镜，振镜壳体上设置有光路入口和光路出口，振镜壳体设置在光路安装板241的光路通过口246上方，振镜壳体的光路出口与光路通过口246相对，振镜壳体的光路入口与聚焦振镜244相对以接收激光线束，以将激光线束从光路出口射出，经过光路通过口246打在承载网板22的光敏树脂上。
通过调节X轴振镜和Y轴振镜的角度能够改变激光线束在承载网板22上的位置，通过聚焦振镜244将激光线束聚焦在光敏树脂表面，由此实现激光线束沿着零件模型切片截面轮廓在光敏树脂上扫描。
由此，在进行3D打印时，首先由计算机通过设计、扫描等方式得到待打印的零件模型的三维模型，再通过电脑辅助设计技术（例如CAD）沿某个方向完成一系列数字切片，如沿水平方向完成数字切片，进而将这些切片的信息传送到该多光路光固化3D打印设备的控制器中，切片信息中包含有零件模型中每层切片截面的轮廓信息和零件模型中每层切片的切片层厚等。
以其中一个打印机构2为例进行打印动作的说明，首先将承载网板22置于树脂槽21中，承载网板22的表面与光敏树脂的表面齐平以使得光敏树脂能够覆盖承载网板22的表面，光敏树脂覆盖承载网板22的表面厚度为一层切片层厚，本实施例中，切片层厚为0.1mm。
控制器根据当前层切片截面的轮廓信息，激光器242发出激光线束打在光敏树脂表面，通过控制聚焦振镜244和扫描振镜245，以将激光线束沿着零件模型切片截面轮廓在光敏树脂上扫描，光敏树脂经过激光线束扫描的部分固化在承载网板22上。在光敏树脂固化后，第一驱动构件233驱使承载网板22向下移动一个切片层厚。
在下一层切片成型中，激光线束沿着零件模型下一层切片截面轮廓在光敏树脂上扫描，使得光敏树脂固化并堆叠，承载网板22在第一驱动构件233的作用下继续向下移动一个切片层厚，重复上述动作，将连续的切片堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维的零件模型，完成3D打印。
在3D打印过程中，光敏树脂经过固化后体积收缩，将导致光敏树脂在树脂槽21中的液位高度下降，为将光敏树脂的液位高度保持在树脂槽21的预设标准液位处。结合图1和图5所示，支撑架231上竖直滑动安装有压块安装架25，压块安装架25上固定连接有液位压块26，支撑架231上设有用于驱使压块安装架25移动以使液位压块26浸入到树脂槽21中的第二驱动构件27。
第二驱动构件27包括第二驱动电机271、第二驱动丝杆272和第二螺纹座273，第二驱动电机271固定在支撑架231上，第二驱动丝杆272的两端通过轴承座安装在支撑架231上，第二驱动电机271的输出轴通过联轴器同轴连接在第二驱动丝杆272上，第二螺纹座273固定在压块安装架25上，第二驱动丝杆272螺纹连接在第二螺纹座273上。本实施例中，第二驱动电机271采用伺服电机，第二驱动电机271带动第二驱动丝杆272转动，进而能够带动压块安装架25沿着支撑架231竖直方向按照第二驱动电机271的步进量移动。
值得说明的是，树脂槽21上设置有用于检测树脂槽21中光敏树脂液位高度并反馈至第二驱动构件27的液位传感器28。在本实施例中，液位传感器28设置在树脂槽21的槽边，液位传感器28可采用激光位移传感器用以检测树脂槽21中光敏树脂的液位高度。激光位移传感器采用松下型号为HL-G103-A-C5的产品。
由此，首先控制器根据当前层切片截面的轮廓信息，激光器242发出激光线束打在光敏树脂表面，通过控制聚焦振镜244和扫描振镜245，以将激光线束沿着零件模型切片截面轮廓在光敏树脂上扫描，光敏树脂经过激光线束扫描的部分固化在承载网板22上。在光敏树脂固化后，第一驱动构件233驱使承载网板22向下移动一个切片层厚。由于光敏树脂固化后体积收缩会导致液位高度下降，液位传感器28检测光敏树脂的液位高度，第二驱动构件27驱使液位压块26下移并浸入到光敏树脂中，以将树脂槽21中的光敏树脂保持在预设标准液位处。
随后，在下一层切片成型中，激光线束沿着零件模型下一层切片截面轮廓在光敏树脂上扫描，使得光敏树脂固化并堆叠，承载网板22在第一驱动构件233的作用下继续向下移动一个切片层厚，液位传感器28持续检测光敏树脂的液位高度，第二驱动构件27驱使液位压块26下移并浸入到光敏树脂中，以将树脂槽21中的光敏树脂保持在预设标准液位处。
重复上述动作，将连续的切片堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维的零件模型，完成3D打印。通过液位压块26的设置，液位压块26能够将树脂槽21中的光敏树脂保持在预设标准液位处，以方便激光线束精准聚焦在预设标准液位的光敏树脂表面。
在3D打印过程中，位于预设标准液位处的光敏树脂被固化，由此需要保持预设标准液位处的光敏树脂的表面平整度。结合图1和图6所示，树脂槽21中水平设置有刮刀29，刮刀29的两端滑动安装在机架1上，刮刀29的底端为刀口，刮刀29的刀口与树脂槽21的预设标准液位处齐平，由此，刮刀29将与保持在树脂槽21预设标准液位处的光敏树脂的表面接触，其中，机架1上设置有用于驱使刮刀29移动的第三驱动构件30。
值得说明的是，第三驱动构件30包括固定在机架1上的第三驱动电机301、以及同轴安装在第三驱动电机301输出轴上的第一同步带轮302，机架1上转动安装有第二同步带轮303，第一同步带轮302和第二同步带轮303之间安装有同步带体304，刮刀29的一端固定在同步带体304上。
由此，首先控制器根据当前层切片截面的轮廓信息，激光器242发出激光线束打在光敏树脂表面，通过控制聚焦振镜244和扫描振镜245，以将激光线束沿着零件模型切片截面轮廓在光敏树脂上扫描，光敏树脂经过激光线束扫描的部分固化在承载网板22上。在光敏树脂固化后，第一驱动构件233驱使承载网板22向下移动一个切片层厚。由于光敏树脂固化后体积收缩会导致液位高度下降，液位传感器28检测光敏树脂的液位高度，第二驱动构件27驱使液位压块26下移并浸入到光敏树脂中，以将树脂槽21中的光敏树脂保持在预设标准液位处。此时，第三驱动构件30驱使刮刀29移动，刮刀29将位于预设标准液位的光敏树脂表面刮平。
随后，在下一层切片成型中，激光线束沿着零件模型下一层切片截面轮廓在光敏树脂上扫描，使得光敏树脂固化并堆叠，承载网板22在第一驱动构件233的作用下继续向下移动一个切片层厚，液位传感器28持续检测光敏树脂的液位高度，第二驱动构件27驱使液位压块26下移并浸入到光敏树脂中，以将树脂槽21中的光敏树脂保持在预设标准液位处，此时，第三驱动构件30驱使刮刀29移动，刮刀29将位于预设标准液位的光敏树脂表面刮平。
重复上述动作，将连续的切片堆叠起来，直到一个固态物体成型，形成三维的零件模型，完成3D打印。通过刮刀29的设置，能够将位于预设标准液位的光敏树脂表面保持平整，从而保证光敏树脂固化后的形状精确度高，避免由于光敏树脂表面不平整而出现变形。
应用本申请的多光路光固化3D打印设备，当需要应用一台3D打印设备实现多种不同类型的零件模型打印时，可以通过在不同树脂槽21中放置不同种类的光敏树脂即可完成不同类型的零件模型打印，两个打印机构2独立控制和独立打印，从而有效提高打印效率。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种多光路光固化3D打印设备，包括机架(1)，其特征在于，所述机架(1)上并排设置有至少一个打印机构(2)，所述打印机构(2)包括树脂槽(21)、承载网板(22)、网板驱动组件(23)和光路组件(24)；
树脂槽(21)设置在机架(1)上且开口朝上设置，所述树脂槽(21)内设有光敏树脂，所述承载网板(22)位于树脂槽(21)内，且承载网板(22)的表面被光敏树脂覆盖；
网板驱动组件(23)包括固定在机架(1)上的支撑架(231)、竖直滑动安装在支撑架(231)上的网板安装架(232)、以及设置在支撑架(231)上且与网板安装架(232)相连的第一驱动构件(233)，所述网板安装架(232)用于保持承载网板(22)水平设置，所述第一驱动构件(233)用于驱使网板安装架(232)移动以使承载网板(22)基于零件模型预设切片层厚的步进量浸入到光敏树脂中；
光路组件(24)设置在机架(1)上且位于树脂槽(21)上方，所述光路组件(24)用于发出激光线束以沿着零件模型切片截面轮廓在承载网板(22)表面的光敏树脂上扫描。
2.根据权利要求1所述的一种多光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述第一驱动构件(233)包括固定在支撑架(231)上的第一驱动电机(2331)、以及同轴连接在第一驱动电机(2331)输出轴上的第一驱动丝杆(2332)，所述网板安装架(232)上设置有供第一驱动丝杆(2332)螺纹连接的第一螺纹座(2333)。
3.根据权利要求1所述的一种多光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述支撑架(231)上滑动安装有压块安装架(25)，所述压块安装架(25)上连接有液位压块(26)，所述支撑架(231)上设有用于驱使压块安装架(25)移动以使液位压块(26)浸入到树脂槽(21)中并将树脂槽(21)中的光敏树脂保持在预设标准液位处的第二驱动构件(27)。
4.根据权利要求3所述的一种多光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述第二驱动构件(27)包括固定在支撑架(231)上的第二驱动电机(271)、以及同轴连接在第二驱动电机(271)输出轴上的第二驱动丝杆(272)，所述压块安装架(25)上设置有供第二驱动丝杆(272)螺纹连接的第二螺纹座(273)。
5.根据权利要求3所述的一种多光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述树脂槽(21)上设置有用于检测树脂槽(21)中光敏树脂的液位高度并反馈至第二驱动构件(27)的液位传感器(28)。
6.根据权利要求3所述的一种多光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述树脂槽(21)中水平设置有刮刀(29)，所述刮刀(29)的刀口与保持在树脂槽(21)预设标准液位处的光敏树脂的表面齐平，所述刮刀(29)的两端滑动安装在机架(1)上，所述机架(1)上设置有用于驱使刮刀(29)移动的第三驱动构件(30)。
7.根据权利要求6所述的一种多光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述第三驱动构件(30)包括固定在机架(1)上的第三驱动电机(301)、以及同轴安装在第三驱动电机(301)输出轴上的第一同步带轮(302)，所述机架(1)上转动安装有第二同步带轮(303)，所述第一同步带轮(302)和第二同步带轮(303)之间安装有同步带体(304)，所述刮刀(29)的一端固定在同步带体(304)上。
8.根据权利要求1所述的一种多光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述光路组件(24)包括光路安装板(241)、激光器(242)、偏转平面镜(243)、聚焦振镜(244)和扫描振镜(245)；
光路安装板(241)固定在机架(1)上；
激光器(242)设置在机架(1)上用于发出激光线束，偏转平面镜(243)、聚焦振镜(244)和扫描振镜(245)设置在机架(1)上，激光线束经偏转平面镜(243)、聚焦振镜(244)和扫描振镜(245)后打在覆盖在承载网板(22)表面的光敏树脂上。
9.根据权利要求8所述的一种多光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述激光器(242)为固体激光器(242)。
10.根据权利要求8所述的一种多光路光固化3D打印设备，其特征在于，所述聚焦振镜(244)为动态聚焦振镜(244)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112380716A (zh) * 2020-11-20 2021-02-19 武汉奇造科技有限公司 一种基于学习算法的sal 3d打印时间预估方法及系统
CN114734636A (zh) * 2022-04-20 2022-07-12 杭州正向增材制造技术有限公司 光固化打印装置及打印方法
CN115946342A (zh) * 2022-12-27 2023-04-11 深圳市纵维立方科技有限公司 一种立体成型设备及成型控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105014960A (zh) * 2014-04-24 2015-11-04 中国科学院福建物质结构研究所 光固化快速成型装置
CN105346084A (zh) * 2015-11-20 2016-02-24 苏州光韵达光电科技有限公司 一种新型3d打印机及其打印流程操控方法
CN105365219A (zh) * 2015-11-20 2016-03-02 苏州光韵达光电科技有限公司 3d打印机及其打印方法
WO2017025015A1 (zh) * 2015-08-13 2017-02-16 珠海天威飞马打印耗材有限公司 数字光处理三维打印机
CN106915077A (zh) * 2017-02-28 2017-07-04 深圳市金石三维打印科技有限公司 一种用于sla 3d光固化成型的三扫描头打印装置
US20200086554A1 (en) * 2016-12-15 2020-03-19 Prismlab China Ltd. Photocuring-type three-dimensional printing device capable of automatic continuous printing, method and system
CN212097542U (zh) * 2020-05-07 2020-12-08 恒通西交智能机器(广东)有限公司 一种多光路光固化3d打印设备

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105014960A (zh) * 2014-04-24 2015-11-04 中国科学院福建物质结构研究所 光固化快速成型装置
WO2017025015A1 (zh) * 2015-08-13 2017-02-16 珠海天威飞马打印耗材有限公司 数字光处理三维打印机
CN105346084A (zh) * 2015-11-20 2016-02-24 苏州光韵达光电科技有限公司 一种新型3d打印机及其打印流程操控方法
CN105365219A (zh) * 2015-11-20 2016-03-02 苏州光韵达光电科技有限公司 3d打印机及其打印方法
US20200086554A1 (en) * 2016-12-15 2020-03-19 Prismlab China Ltd. Photocuring-type three-dimensional printing device capable of automatic continuous printing, method and system
CN106915077A (zh) * 2017-02-28 2017-07-04 深圳市金石三维打印科技有限公司 一种用于sla 3d光固化成型的三扫描头打印装置
CN212097542U (zh) * 2020-05-07 2020-12-08 恒通西交智能机器(广东)有限公司 一种多光路光固化3d打印设备

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112380716A (zh) * 2020-11-20 2021-02-19 武汉奇造科技有限公司 一种基于学习算法的sal 3d打印时间预估方法及系统
CN112380716B (zh) * 2020-11-20 2021-07-16 武汉奇造科技有限公司 一种基于学习算法的sla 3d打印时间预估方法及系统
CN114734636A (zh) * 2022-04-20 2022-07-12 杭州正向增材制造技术有限公司 光固化打印装置及打印方法
CN114734636B (zh) * 2022-04-20 2023-12-19 浙江正向增材制造有限公司 光固化打印装置及打印方法
CN115946342A (zh) * 2022-12-27 2023-04-11 深圳市纵维立方科技有限公司 一种立体成型设备及成型控制方法
CN115946342B (zh) * 2022-12-27 2023-10-24 深圳市纵维立方科技有限公司 一种立体成型设备及成型控制方法

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