CN111497232A - 一种3d打印机大尺寸成型平台调平装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种3D打印机大尺寸成型平台调平装置，包括：撑架结构、通过弹性连接组件连接的平台上压块和平台下压块。在调平时，升降装置驱动撑架结构，进而带动平台上压块、平台下压块和打印平台整体移动，在打印平台向曝光屏贴合的过程中，弹性连接组件的弹性作用，使得打印平台可以在一定范围内前后、左右等方向和角度摆动，从而缓和且高贴合度的与曝光屏接触，进而起到调平的作用。可见，本方案调平装置灵活度高，调平后打印平台与曝光屏的平行度高，固化层能很好的粘结在成型平台上，即使成型平台较重、成型面积较大，成型平台抬升时固化成品也能牢固的粘结于成型平台上，大大提高了模型固化成功率。
Description
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，尤其涉及一种可适用于大尺寸成型平台的3D打印机的调平装置。
背景技术
DLP(Digital Light Procession，数字光处理)3D打印机是指通过投影仪成像技术固化液态光敏树脂，以打印出三维物体的打印设备。由于使用到光源照射以固化光敏树脂，因此，DLP 3D打印机亦称为DLP光固化3D打印机。
现有光固化3D打印机包括：投影仪、盛液槽、升降机构以及成型平台；成型平台通过支架固定在升降机构上，在打印的过程中随升降机构的驱动可上下移动；盛液槽用于盛放可被特定波长的紫外光照射后固化的树脂，盛液槽底面为透光透气层，在打印时投影仪对盛液槽进行照射在其底面形成曝光屏。通过能量及图形控制，每次可固化一定厚度及形状的薄层树脂，每次截面曝光完成后，通过升降机构带动成型平台提拉一定高度(该高度与分层厚度一致)，使得当前固化完成的固态树脂粘接在上一次成型的树脂层上，这样，通过逐层曝光并提升来生成三维实体。
光固化3D打印机在打印前需要将成型平台和盛液槽底部调平，否则会导致打印层间隙不均匀，进而使光照后固化层成锲型，造成打印层的树脂厚薄不均而不能被固化粘结到成型平台，以致固化层不能粘结在成型平台上而无法完成打印。光固化3D打印过程中，打印平台和曝光屏是越平行越好，越平行打印的成功机率就越高，但是因为加工和装配过程中有误差，会导致装配后打印平台和曝光屏是有偏差，所以必须要有调节范围，通过调节使两者平行。
现有技术公开了一些3D打印机成型平台调平方案，如专利(CN209794560U)公开了一种3D打印机成型平台调平结构，通过固定座和丝杆螺母块滑动配合，滑块沿垂直于丝杆螺母块滑动方向的方向上下滑动，实现了Y轴和Z轴两个方向的调节。但现有光固化成型平台调平装置大多只适合小尺寸的成型片平台，对于8.9寸和10.1寸的大尺寸成型平台，如果还使用现在的调平方法，一方面调平装置不灵活，另一方面成型平台较重和成型面积较大，成型平台抬升时离型吸附力较大以及大面积的成型平台从光敏树脂中抬升时液体覆盖成型平台会增加成型平台抬升时的阻力，从而会影响模型固化成功。
综上所述，现有的光固化3D打印机的成型平台调平方案存在调平不灵活、不适合大尺寸成型平台调平的技术问题。
发明内容
针对上述技术缺陷，本发明提供了一种3D打印机大尺寸成型平台调平装置，包括：
撑架结构，包括：第一撑架、第二撑架和锁紧件；其中，第一撑架的第一端部与3D打印机的升降装置固定连接，所述第一撑架的第二端部与所述第二撑架插接，所述锁紧件用于锁紧所述第一撑架与所述第二撑架插接的部位；
平台上压块，包括：固定连接的第一固定部和第二固定部；所述第一固定部与所述第二撑架固定连接；
平台下压块，包括：第三固定部和与所述第三固定部相对的第四固定部，所述第三固定部通过弹性连接组件与所述第二固定部连接，所述第四固定部与3D打印机的打印平台固定连接。
可选的，所述第二撑架包括与所述第一撑架插接的插接部，所述插接部为中空柱体结构，所述第一撑架的第二端部能够匹配插入所述插接部的中空部位。
可选的，所述锁紧件包括固定连接的手柄和螺柱；
所述插接部的第一侧面贯穿设置有与所述螺柱螺纹匹配的螺孔，所述第一撑架的第二端部设置有与所述螺柱一端形状匹配的容纳槽，在所述锁紧件锁紧所述第一撑架与所述第二撑架的过程中，旋转所述手柄以使所述螺柱螺旋通过所述螺孔，并延伸至所述容纳槽。
可选的，所述平台上压块和所述平台下压块之间设置有多个顶丝，用于辅助所述弹性连接组件对所述平台上压块和所述平台下压块进行固定。
可选的，所述弹性连接组件包括多个螺丝连接件和多个弹簧，所述多个弹簧能够一一对应套设在所述多个螺丝连接件上。
可选的，所述第二固定部和所述第三固定部对应设置有与所述多个螺丝连接件螺纹匹配的多个螺丝孔；
所述多个弹簧设置在所述平台上压块和所述平台下压块之间，当所述多个螺丝连接件一一对应螺旋穿过所述第二固定部的螺丝孔时，能够一一对应穿过所述多个弹簧的中空部，并一一对应螺旋进入所述第三固定部的螺丝孔中；在所述平台上压块和所述平台下压块锁紧时，所述多个弹簧处于受压状态。
可选的，所述第二固定部上的螺丝孔中设置有卡口，用于与弹簧一端卡接。
可选的，在拧松所述多个螺丝连接件使弹簧相对所述平台上压块无顶压作用力时，所述平台上压块和所述平台下压块能够在所述多个螺丝连接件的连接下相对活动。
可选的，所述第二固定部的螺丝孔直径大于所述第三固定部的螺丝孔直径；所述第二固定部的螺丝孔直径还大于弹簧直径。
可选的，所述平台上压块包括：第一压块和第二压块；所述第一压块和所述第二压块均包括第一固定部和第二固定部；所述平台下压块包括：第三压块和第四压块；所述第三压块和所述第四压块均包括第三固定部和第四固定部；
所述第一压块的第一固定部与所述第二撑架的第二侧面固定连接，所述第二压块的第一固定部与所述第二撑架的第三侧面固定连接；所述第二侧面与所述第三侧面相对设置；
所述第一压块的第二固定部与所述第三压块的第三固定部连接，所述第二压块的第二固定部与所述第四压块的第三固定部连接；所述第三压块的第四固定部和所述第四压块的第四固定部均与3D打印机的打印平台固定连接。
总而言之，本发明提供了一种可适用于大尺寸成型平台的3D打印机的调平装置，包括：撑架结构、平台上压块、平台下压块和弹性连接组件；其中，所述撑架结构连接3D打印机的升降装置和平台上压块，平台上压块通过弹性连接组件与平台下压块连接，平台下压块还与3D打印机的打印平台固定连接。在调平时，升降装置驱动撑架结构，进而带动平台上压块、平台下压块和打印平台整体移动，在打印平台向曝光屏贴合的过程中，弹性连接组件的弹性作用，使得打印平台可以在一定范围内前后、左右等方向和角度摆动，从而缓和且高贴合度的与曝光屏接触，进而起到调平的作用。可见，本方案调平装置灵活度高，调平后打印平台与曝光屏的平行度高，固化层能很好的粘结在成型平台上，即使成型平台较重、成型面积较大，成型平台抬升时固化成品也能牢固的粘结于成型平台，大大提高了模型固化成功率。有效的解决了现有技术中光固化3D打印机的成型平台调平方案存在调平不灵活、不适合大尺寸成型平台调平的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种3D打印机大尺寸成型平台调平装置的结构图；
图2为本发明实施例提供的一种3D打印机大尺寸成型平台调平装置的结构侧面图；
图3为本发明实施例提供的一种3D打印机大尺寸成型平台调平装置的调平核心组件的结构图；
图4为本发明实施例提供的一种3D打印机大尺寸成型平台调平装置的调平核心组件的爆炸图；
图5为本发明实施例提供的一种3D打印机大尺寸成型平台调平装置的调平核心组件的剖面图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
下面以具体实施例详细介绍本发明的技术方案。
请参考图1和图2，本发明提供了一种3D打印机大尺寸成型平台调平装置，包括：
撑架结构1，包括：第一撑架11、第二撑架12和锁紧件13；其中，第一撑架11的第一端部与3D打印机的升降装置6固定连接，第一撑架11的第二端部与第二撑架12插接，锁紧件13用于锁紧第一撑架11与第二撑架12插接的部位；
平台上压块2，包括：固定连接的第一固定部21和第二固定部22；第一固定部21与第二撑架12固定连接。具体的，第一固定部21和第二固定部22一体成型，第一固定部21由第二固定部22一侧部延伸而成，第一固定部21和第二固定部22整体切面为“L”型。
平台下压块3，包括：第三固定部31和与第三固定部31相对的第四固定部32，第三固定部31通过弹性连接组件4与第二固定部22连接，第四固定部32与3D打印机的打印平台7固定连接。
在具体实施过程中，请参考图1和图3，针对撑架结构1，第二撑架12包括与第一撑架11插接的插接部121，插接部121为中空柱体结构，第一撑架11的第二端部能够匹配插入插接部121的中空部位122。其中，所述中空柱体结构可为圆柱或方柱，这里不做具体限定。
进一步，请参考图3和图4，锁紧件13包括固定连接的手柄131和螺柱132；插接部121的第一侧面1201贯穿设置有与螺柱132螺纹匹配的螺孔1211，第一撑架11的第二端部设置有与螺柱132一端形状匹配的容纳槽，在锁紧件13锁紧第一撑架11与第二撑架12的过程中，旋转手柄131以使螺柱132螺旋通过螺孔1211，并延伸至所述容纳槽。
在具体实施过程中，通过弹性连接组件4连接的平台上压块2和平台下压块3构成本申请3D打印机大尺寸成型平台调平装置的调平核心组件。请参考图1、图3和图4，平台上压块2包括：第一压块2a和第二压块2b；第一压块2a和第二压块2b均包括第一固定部21和第二固定部22；平台下压块3包括：第三压块3a和第四压块3b；第三压块3a和第四压块3b均包括第三固定部31和第四固定部32；
第一压块2a的第一固定部21与第二撑架12的第二侧面1202固定连接，第二压块2b的第一固定部21与第二撑架12的第三侧面1203固定连接；第二侧面1202与第三侧面1203相对设置；这里提及的固定方式可为螺丝固定方式。
第一压块2a的第二固定部22与第三压块3a的第三固定部31通过弹性连接组件4连接，第二压块2b的第二固定部22与第四压块3b的第三固定部31通过弹性连接组件4连接；第三压块3a的第四固定部32和第四压块3b的第四固定部32均与3D打印机的打印平台7固定连接。
在具体实施过程中，请参考图4，弹性连接组件4包括多个螺丝连接件41和多个弹簧42，多个弹簧42能够一一对应套设在多个螺丝连接件41上。进一步，第二固定部22和第三固定部31对应设置有与多个螺丝连接件41螺纹匹配的多个螺丝孔；多个弹簧42设置在平台上压块2和平台下压块3之间，当多个螺丝连接件41一一对应螺旋穿过第二固定部22的螺丝孔221时，能够一一对应穿过多个弹簧42的中空部，并一一对应螺旋进入第三固定部31的螺丝孔331中；在平台上压块2和平台下压块3锁紧时，多个弹簧42处于受压状态。对应的，在拧松多个螺丝连接件41使弹簧42相对平台上压块2无顶压作用力时，平台上压块2和平台下压块3能够在多个螺丝连接件41的连接下相对活动。
在具体实施过程中，请参考图4和图5，第二固定部22的螺丝孔221直径大于第三固定部31的螺丝孔311直径、且小于螺丝连接件41螺帽的直径；第二固定部22的螺丝孔221直径还大于弹簧42直径。第二固定部22上的螺丝孔221中设置有卡口，用于与弹簧42一端卡接，以使在安装拧松或拧紧多个螺丝连接件41时，弹簧42的位置不会发生变化，实现对弹簧42的限位，进而避免影响到平台调平效果。
进一步，仍请参考图4，平台上压块2和平台下压块3之间设置有多个顶丝5，用于辅助弹性连接组件4对平台上压块2和平台下压块3进行固定。平台上压块2的第二固定部22上贯穿设置有与多个顶丝5对应的顶丝孔222。
具体的，顶丝5、螺丝连接件41和弹簧42配套使用，即三者数量相同。即1个顶丝5、1个螺丝连接件41及1个弹簧42为一组。如图3、图4和图5所示，平台上压块2和平台下压块3的四个角通过四组由顶丝5、螺丝连接件41和弹簧42构成的组件连接。在具体实施过程中，顶丝5、螺丝连接件41和弹簧42的数量不做限制，只要能够牢固且稳定的连接平台上压块2和平台下压块3即可。
本方案3D打印机大尺寸成型平台调平装置的安装及工作流程具体为：
第一步：将第一撑架11的第一端部与3D打印机的升降装置6固定连接，并将第一撑架11的第二端部插接入第二撑架12插接部121的中空部位122中，进一步，安装并旋转锁紧件13使第二撑架12固定在第一撑架11上。其中，第二撑架12固定安装有平台上压块2和平台下压块3；
第二步：松开螺丝连接件41和顶丝5，平台上压块2和平台下压块3在受压弹簧42的反弹作用下，分开一定距离，让打印平台7可以在一定范围内沿多个方向和角度摆动；其中，摆动范围与弹簧42弹性、螺丝连接件41及顶丝5的松动程度有关。
第三步：通过步进电机控制升降装置6带动打印平台7下移和曝光屏8慢慢贴合，贴合后使弹簧42受压，打印平台7可相对平台上压块2向上运动，起到缓冲作用，不会在打印平台7下移过程中，因为下移量过大，导打印平台7压坏曝光屏8。
第四步：打印平台7和曝光屏8帖合完成后，使用螺丝刀扭动顶丝5，使多个顶丝5头顶住平台下压块3，再使用螺丝刀扭动螺丝连接件41锁紧平台上压块2和平台下压块3，完成平台动作，调平完成。
综上所述，本发明提供了一种可适用于大尺寸成型平台的3D打印机的调平装置，包括：撑架结构、平台上压块、平台下压块和弹性连接组件；其中，所述撑架结构连接3D打印机的升降装置和平台上压块，平台上压块通过弹性连接组件与平台下压块连接，平台下压块还与3D打印机的打印平台固定连接。在调平时，升降装置驱动撑架结构，进而带动平台上压块、平台下压块和打印平台整体移动，在打印平台向曝光屏贴合的过程中，弹性连接组件的弹性作用，使得打印平台可以在一定范围内前后、左右等方向和角度摆动，从而缓和且高贴合度的与曝光屏接触，进而起到调平的作用。可见，本方案调平装置灵活度高，调平后打印平台与曝光屏的平行度高，固化层能很好的粘结在成型平台上，即使成型平台较重、成型面积较大，成型平台抬升时固化成品也能牢固的粘结于成型平台，大大提高了模型固化成功率。有效的解决了现有技术中光固化3D打印机的成型平台调平方案存在调平不灵活、不适合大尺寸成型平台调平的技术问题。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种3D打印机大尺寸成型平台调平装置，其特征在于，包括：
撑架结构，包括：第一撑架、第二撑架和锁紧件；其中，第一撑架的第一端部与3D打印机的升降装置固定连接，所述第一撑架的第二端部与所述第二撑架插接，所述锁紧件用于锁紧所述第一撑架与所述第二撑架插接的部位；
平台上压块，包括：固定连接的第一固定部和第二固定部；所述第一固定部与所述第二撑架固定连接；
平台下压块，包括：第三固定部和与所述第三固定部相对的第四固定部，所述第三固定部通过弹性连接组件与所述第二固定部连接，所述第四固定部与3D打印机的打印平台固定连接。
2.如权利要求1所述的3D打印机大尺寸成型平台调平装置，其特征在于，所述第二撑架包括与所述第一撑架插接的插接部，所述插接部为中空柱体结构，所述第一撑架的第二端部能够匹配插入所述插接部的中空部位。
3.如权利要求2所述的3D打印机大尺寸成型平台调平装置，其特征在于，所述锁紧件包括固定连接的手柄和螺柱；
所述插接部的第一侧面贯穿设置有与所述螺柱螺纹匹配的螺孔，所述第一撑架的第二端部设置有与所述螺柱一端形状匹配的容纳槽，在所述锁紧件锁紧所述第一撑架与所述第二撑架的过程中，旋转所述手柄以使所述螺柱螺旋通过所述螺孔，并延伸至所述容纳槽。
4.如权利要求1所述的3D打印机大尺寸成型平台调平装置，其特征在于，所述平台上压块和所述平台下压块之间设置有多个顶丝，用于辅助所述弹性连接组件对所述平台上压块和所述平台下压块进行固定。
5.如权利要求1所述的3D打印机大尺寸成型平台调平装置，其特征在于，所述弹性连接组件包括多个螺丝连接件和多个弹簧，所述多个弹簧能够一一对应套设在所述多个螺丝连接件上。
6.如权利要求5所述的3D打印机大尺寸成型平台调平装置，其特征在于，所述第二固定部和所述第三固定部对应设置有与所述多个螺丝连接件螺纹匹配的多个螺丝孔；
所述多个弹簧设置在所述平台上压块和所述平台下压块之间，当所述多个螺丝连接件一一对应螺旋穿过所述第二固定部的螺丝孔时，能够一一对应穿过所述多个弹簧的中空部，并一一对应螺旋进入所述第三固定部的螺丝孔中；在所述平台上压块和所述平台下压块锁紧时，所述多个弹簧处于受压状态。
7.如权利要求6所述的3D打印机大尺寸成型平台调平装置，其特征在于，所述第二固定部上的螺丝孔中设置有卡口，用于与弹簧一端卡接。
8.如权利要求6所述的3D打印机大尺寸成型平台调平装置，其特征在于，在拧松所述多个螺丝连接件使弹簧相对所述平台上压块无顶压作用力时，所述平台上压块和所述平台下压块能够在所述多个螺丝连接件的连接下相对活动。
9.如权利要求7所述的3D打印机大尺寸成型平台调平装置，其特征在于，所述第二固定部的螺丝孔直径大于所述第三固定部的螺丝孔直径；所述第二固定部的螺丝孔直径还大于弹簧直径。
10.如权利要求1所述的3D打印机大尺寸成型平台调平装置，其特征在于，所述平台上压块包括：第一压块和第二压块；所述第一压块和所述第二压块均包括第一固定部和第二固定部；所述平台下压块包括：第三压块和第四压块；所述第三压块和所述第四压块均包括第三固定部和第四固定部；
所述第一压块的第一固定部与所述第二撑架的第二侧面固定连接，所述第二压块的第一固定部与所述第二撑架的第三侧面固定连接；所述第二侧面与所述第三侧面相对设置；
所述第一压块的第二固定部与所述第三压块的第三固定部连接，所述第二压块的第二固定部与所述第四压块的第三固定部连接；所述第三压块的第四固定部和所述第四压块的第四固定部均与3D打印机的打印平台固定连接。
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