CN111546626A - 一种自动供料的3d打印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动供料的3D打印方法，应用于3D打印设备，该3D打印方法，包括以下步骤：S1:通过供料组件向料槽内进行初始进料，成型板设置在起始位置；S2：使料槽内的打印材料铺平于透光片的下表面,光机机构发出的光束透过透光片作用于所述打印材料，以在透光片的下表面曝光固化形成一打印单元；S3:控制传动机构驱动成型板向下移动，供料组件继续供料；S4:重复步骤S2～S3打印下一打印单元，直至完成所有打印单元的打印。本发明的供料组件自动供料，打印材料铺平于透光片下，缩短了打印时间，提高了打印的效率，该方法的实用性高，降低了成本。

Description

一种自动供料的3D打印方法
技术领域
本发明涉及3D打印领域，具体的说，尤其涉及一种自动供料的3D打印方法。
背景技术
在3D打印过程中，立体光刻(SLA)和数字光处理(SLA)通常被视为能够在部件复杂性和精度方面达到最高标准的技术，两者都使用光来诱导光敏树脂的聚合。光固化3D打印的原理是将三维模型通过一个方向进行分层，从而获取每层的轮廓信息或者图像信息，通过光源引起聚合反应，完成每一层的固化，最后实现一个三维实体模型。3D打印能够应用到很多领域中，具有无需组装、成本低和质量高等优点。
光机(激光器)位于成型面上方进行曝光固化的DLP或者SLA装备中，通常在液槽中设有有一个可进行升降运动的空心填充块，当成型板向下运动导致液位升高时，空心填充块会向上运动以此来保证整体的液位高度不变，打印曝光的成型面将一直位于液位面处，以此成型板下降，空心填充块上升这样往复交替方式来完成打印。通过成型板下降，空心填充块上升往复交替来保证液位高度，但是在每次交替运动后液面会由于运动带来轻微波浪，需要刮刀将液位平面刮平，等待液位完全平静后，才能开始下一层的打印，每打印一层都需要刮刀往复运动一次，造成模型打印需要花费较长时间。
发明内容
为了解决现有的3D打印方法存在打印速度慢的问题，本发明提供一种自动供料的3D打印方法。
一种自动供料的3D打印方法，应用于3D打印设备，所述3D打印设备包括成型缸、供料组件、光机机构和透光片；
所述成型缸内设有用于放置打印材料的料槽，所述料槽的底面为成型板，由传动机构驱动成型板进行垂直移动；
所述供料组件，用于向料槽内提供打印材料；
所述透光片，固定在成型缸的缸口处，将所述与料槽密封；
所述光机机构，用于将打印材料固化成型；
该3D打印方法，包括以下步骤：
S1:通过供料组件向料槽内进行初始进料，成型板设置在起始位置；
S2：使料槽内的打印材料铺平于透光片的下表面,控制光机机构发出的光束透过透光片作用于所述打印材料，以在透光片的下表面曝光固化形成一打印单元；
S3:控制传动机构驱动成型板向下移动，供料组件继续供料；
S4:重复步骤S2～S3打印下一打印单元，直至完成所有打印单元的打印。
可选的，所述供料组件包括供料瓶和导管，所述导管的一端与供料瓶连接，导管另一端与料槽连接，导管上安装有控制打印材料流出量的控制阀。
可选的，步骤S3还包括：
确定打印单元固化所需的打印材料用量；
通过供料组件提供相应用量的打印材料。
可选的，所述步骤S2还包括：
根据打印材料确定光机机构的光照强度范围，以及每一打印单元曝光固化所需要的时间；
所述步骤S3还包括：
所述成型板每次移动的时间间隔等于所述曝光固化的时间。
可选的，步骤S3还包括：
确定所述成型板下降的高度d；
所述高度d由打印单元固化所需的打印材料用量以及料槽的尺寸确定。
可选的，所述透光片设置在翻转板上，所述翻转板与料槽密封安装，翻转板的两侧安装在成型缸上并位于同一水平面上，所述翻转板的一侧可旋转地固定在成型缸上，翻转板的另一端可拆卸安装在成型缸上。
可选的，成型缸上设有两个相对应的轴承固定座，轴承固定座之间设有固定轴，所述翻转板的一侧套设在固定轴上，翻转板相对于轴承固定座的另一侧下方设置有垫板，所述翻转板可拆卸固定于垫板上，所述垫板安装在成型缸上。
可选的，所述步骤S1具体包括：
将透光片固定在翻转板上，将翻转板翻转与所述的料槽密封，透光片、翻转板和料槽开口的平面相互平行，密封后将翻转板固定在成型缸上。
可选的，所述步骤S4中还包括以下步骤：
完成所有打印单元的打印后，将翻转板与成型缸可拆卸安装的一侧拆开，掀起翻转板，使透光片上的模型180度翻转过来，将模型脱离出来。
可选的，所述透光片为玻璃片。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供一种自动供料的3D打印方法，控制供料组件流出的打印材料量与成型板下降形成的体积差一致，透光片使打印液面始终处于静态，打印材料铺平于透光片下，曝光固化成型，实现一打印单元的打印，提高了打印的速度，该方法的实用性高，降低了成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的3D打印设备的立体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的3D打印设备的剖面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的自动供料的3D打印方法的流程图；
其中，1为成型缸；2为供料组件；21为供料瓶；22为导管；23为控制阀；24为泵体；3为成型板；4为透光片；5为料槽；6为翻转板；7为轴承固定座；8为固定轴；9为垫板；10为传动机构。
具体实施方式
为了详细说明本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
例如，一种自动供料的3D打印方法，应用于3D打印设备，该3D打印设备包括成型缸、供料组件、光机机构和透光片；成型缸内设有用于放置打印材料的料槽，料槽的底面为成型板，由传动机构驱动成型板进行垂直移动；供料组件，用于向料槽内提供打印材料；透光片，固定在成型缸的缸口处，将所述料槽密封安装；光机机构，设置在透光片的一侧，用于将打印材料固化成型。该3D打印方法，包括以下步骤：S1:通过供料组件向料槽内进行初始进料，成型板设置在起始位置；S2：使料槽内的打印材料铺平于透光片的下表面,光机机构发出的光束透过透光片作用于所述打印材料，以在透光片的下表面曝光固化形成一打印单元；S3:控制传动机构驱动成型板向下移动，供料组件继续供料；S4:重复步骤S2～S3打印下一打印单元，直至完成所有打印单元的打印，将打印后的模型脱离出来。
本实施例提供一种自动供料的3D打印方法，能够实现快速的模型打印，供料组件自动供料，打印材料铺平于透光片表面，打印速度完全取决于曝光固化速度，大大提高了生产效率。
请参照图1～图2，该3D打印设备包括成型缸、供料组件、光机机构和透光片；
该成型缸内设有用于放置材料的料槽，料槽的底面为成型板，由传动机构驱动成型板进行垂直移动，成型板与透光片互相平行，传动机构为现有的常规模组，具体的传动机构不作限定，例如传动机构包括电机和丝杠。
该供料组件，用于向料槽内提供打印材料，与传动机构配合，确保供料及时快速；
该透光片，固定在成型缸的缸口处，将料槽密封安装，避免打印材料从料槽外溢出去，起到控制其下表面成型面平整的作用，便于材料的固化成型。
该光机机构，设置在透光片的一侧，用于将打印材料固化成型，光机机构可以是光机、LED灯或其它能够发出光固化光源的设备，本申请对此不作限制，根据实际情况需要选择不同的光照强度。
如图3所示，该3D打印成型方法包括以下步骤：
S1:通过供料组件向料槽内进行初始进料，成型板设置在起始位置。
成型板与透光片之间放置的物料确保完成一打印单元的物料需要，初始进料后确保料槽内的打印材料能够完成一打印单元的打印。
S2：初始进料后，使料槽内的打印材料铺平于透光片的下表面,控制光机机构发出的光束透过透光片作用于打印材料，以在透光片的下表面曝光固化形成一打印单元。
可以理解的是，打印单元可以根据实际打印需求进行设定，光机机构可以是激光器、LED灯等能够发出使打印材料固化的光源设备，根据实际情况选择光照强度，确保打印模型的品质和正常使用功能；
S3:步骤S2完成一打印单元的成型打印后，控制传动机构驱动成型板向下移动，供料组件继续供料，继续进行打印；
在一些实施例中，步骤S3还包括：确定打印单元固化所需的打印材料用量；通过供料组件提供相应用量的打印材料，供料组件及时供料，控制供料量与传动机构下降的体积差一致，在供料的同时传动机构下移，提高打印的速度。
在一些实施例中，步骤S3还包括：确定成型板下降的高度d，高度d由打印单元固化所需的打印材料用量以及料槽的尺寸大小确定，提高每一打印单元的尺寸准确度以及确保每一打印单元完全固化成型，避免出现打印单元下端没有固化成型的问题。
S4:重复步骤S2～S3打印下一打印单元，直至完成所有打印单元的打印。
3D打印材料为树脂或者其他常用的3D打印材料。透光片为玻璃片，透光片与成型板表面平行，打印材料受压至透光片4下，确保打印材料的平整，除此之外，该透光片还可以采用高透光塑材形成透光片，具体的材料形式不限。
相对于现有的3D打印方法，使用供料组件2将打印材料送入到料槽5内并使其充盈，成型板3在传动机构的驱动下往透光片4方向移动，以使物料被压平于透光片下表面。结合用于材料成型的光机机构，能够无需刮平材料即可快速地完成打印过程，省去了刮刀等组件及相应工序，可以大大提升打印速度。
在一些实施例中，该供料组件包括供料瓶和导管，导管的一端与供料瓶连接，导管另一端与料槽连接，导管上安装有控制打印材料流出量的控制阀，控制阀也可以控制打印材料流出的速度，供料瓶21通过导管向成型缸1内较长时间持续供料，导管22可以是软质管材，也可以使用硬质管材；该供料瓶侧边设有与之连接的泵体，可提供正压和负压，泵体提供压力将供料瓶内的打印材料挤压到成型缸的料槽内，及时给料槽供料，避免因供料延迟的问题导致打印速度缓慢。
在一些实施例中，步骤S2还包括：根据打印材料确定光机机构的光照强度，以及每一打印单元曝光固化所需要的时间，确定光照强度以提高打印后模型的使用寿命和确保正常使用功能；步骤S3还包括：成型板每次移动的时间间隔等于曝光固化的时间，确保每个打印单元能够完全的固化成型。
在一些实施例中，透光片设置在翻转板上，透光片4的下表面相对于翻转板6向下凸出，翻转板与料槽密封安装，翻转板的两侧安装在成型缸上并位于同一水平面上，翻转板的一侧可旋转地固定在成型缸上，翻转板的另一端可拆卸安装在成型缸上。成型缸上设有两个相对应的轴承固定座，轴承固定座之间设有固定轴，翻转板的一侧套设在固定轴上，使得翻转板6能够绕着固定轴8旋转，翻转板相对于轴承固定座的另一侧下方设置有垫板，翻转板可拆卸固定于垫板上，翻转板和垫板之间可以通过螺钉固定，垫板9的厚度确保翻转板固定后处于水平状态，垫板安装在成型缸上。
步骤S1具体包括：将透光片固定在翻转板上，将翻转板翻转与料槽密封，透光片、翻转板和料槽开口的平面相互平行，密封后将翻转板固定在成型缸上。步骤S4中还包括以下步骤：完成所有打印单元的打印后，将翻转板与成型缸可拆卸安装的一侧拆开，掀起翻转板，使透光片上的模型180度翻转过来，将模型脱离出来。翻转板可旋转的特点使得打印模型容易脱离出来，离型快速，当模型打印完后翻转整个翻转板，便可取出模型，离型快速方便。
本发明提供一种自动供料的3D打印方法，供料组件自动给料槽供料，打印材料铺平于透光片表面并固化成型，打印完一打印单元后，传动机构驱动成型板下降，继续打印下一打印单元，直至完成打印，打印速度完全取决于曝光固化速度，省去了刮刀刮平的工序，大大提高打印的速度；供料组件和传动机构配合，提供打印材料的同时给下一打印单元留出打印空间，确保每次打印的液面与透光片或上一打印单元的底面平齐，减少了控制材料液面的步骤，大大缩短打印时间。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实施的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动供料的3D打印方法，其特征在于：应用于3D打印设备，所述3D打印设备包括成型缸(1)、供料组件(2)、光机机构和透光片(4)；
所述成型缸(1)内设有用于放置打印材料的料槽(5)，所述料槽(5)的底面为成型板(3)，由传动机构(10)驱动成型板(3)进行垂直移动；
所述供料组件(2)，用于向料槽(5)内提供打印材料；
所述透光片(4)，固定在成型缸(1)的缸口处，将所述料槽(5)密封；
所述光机机构，用于将打印材料固化成型；
该3D打印方法，包括以下步骤：
S1:通过供料组件(2)向料槽(5)内进行初始进料，成型板(3)设置在起始位置；
S2：使料槽(5)内的打印材料铺平于透光片(4)的下表面,控制光机机构发出的光束透过透光片(4)作用于所述打印材料，以在透光片(4)的下表面曝光固化形成一打印单元；
S3:控制传动机构驱动成型板(3)向下移动，供料组件(2)继续供料；
S4:重复步骤S2～S3打印下一打印单元，直至完成所有打印单元的打印。
2.根据权利要求1所述的一种自动供料的3D打印方法，其特征在于：所述供料组件(2)包括供料瓶(21)和导管(22)，所述导管(22)的一端与供料瓶(21)连接，导管(22)另一端与料槽(5)连接，导管(22)上安装有控制打印材料流出量的控制阀(22)。
3.根据权利要求1或2所述的一种自动供料的3D打印方法，其特征在于：步骤S3还包括：
确定打印单元固化所需的打印材料用量；
通过供料组件(2)提供相应用量的打印材料。
4.根据权利要求1所述的一种自动供料的3D打印方法，其特征在于：
所述步骤S2还包括：
根据打印材料确定光机机构的光照强度，以及每一打印单元曝光固化所需要的时间；
所述步骤S3还包括：
所述成型板每次移动的时间间隔等于所述曝光固化的时间。
5.根据权利要求1所述的一种自动供料的3D打印方法，其特征在于：步骤S3还包括：
确定所述成型板(3)下降的高度d；
所述高度d由打印单元固化所需的打印材料用量以及料槽(1)的尺寸大小确定。
6.根据权利要求1所述的一种自动供料的3D打印方法，其特征在于：所述透光片(4)设置在翻转板(6)上，所述翻转板(6)与料槽(5)密封安装，翻转板(6)的两侧安装在成型缸(1)上并位于同一水平面上，所述翻转板(6)的一侧可旋转地固定在成型缸(1)上，翻转板(6)的另一端可拆卸安装在成型缸(1)上。
7.根据权利要求6所述的一种自动供料的3D打印方法，其特征在于：成型缸(1)上设有两个相对应的轴承固定座(7)，轴承固定座(7)之间设有固定轴(8)，所述翻转板(6)的一侧套设在固定轴(8)上，翻转板(6)相对于轴承固定座的另一侧下方设置有垫板(9)，所述翻转板(6)可拆卸固定于垫板(9)上，所述垫板(9)安装在成型缸(1)上。
8.根据权利要求6或7所述的一种自动供料的3D打印方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括：
将透光片(4)固定在翻转板(6)上，将翻转板(6)翻转与所述的料槽(5)密封，透光片(4)、翻转板(6)和料槽(5)开口的平面相互平行，密封后将翻转板(6)固定在成型缸(1)上。
9.根据权利要求6或7所述的一种自动供料的3D打印方法，其特征在于：所述步骤S4中还包括以下步骤：
完成所有打印单元的打印后，将翻转板与成型缸(1)可拆卸安装的一侧拆开，掀起翻转板(6)，使透光片(4)上的模型180度翻转过来，将模型脱离出来。
10.根据权利要求1所述的一种自动供料的3D打印方法，其特征在于：所述透光片(4)为玻璃片。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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CB02 Change of applicant information
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Applicant after: Shenzhen guangyunda Additive Manufacturing Research Institute

Applicant after: Shenzhen pilot times 3D Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Shenzhen collaborative innovation high tech Development Co.,Ltd.

Address before: No.3 Factory building, Huahan science and Technology Industrial Park, north of west section of Jinniu West Road, Pingshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant before: Shenzhen guangyunda Additive Manufacturing Research Institute

Applicant before: Shenzhen Chengyi Technology Co.,Ltd.

Applicant before: Shenzhen collaborative innovation high tech Development Co.,Ltd.

Address after: No.3 Factory building, Huahan science and Technology Industrial Park, north of west section of Jinniu West Road, Pingshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant after: Shenzhen guangyunda Additive Manufacturing Research Institute

Applicant after: Shenzhen Yunjiang Zhizao Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Shenzhen collaborative innovation high tech Development Co.,Ltd.

Address before: No.3 Factory building, Huahan science and Technology Industrial Park, north of west section of Jinniu West Road, Pingshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

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GR01 Patent grant
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