CN111890678A - 一种用于3d打印机的高稳定性锁紧料盒 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒，包括：压环、外盒及内盒；内盒顶端开设下沉台，压环下表面设置与下沉台适配的台阶内圈；压环四周均匀设置有若干外延凸出片，外盒在对应外延凸出片的位置处设置用于压紧压环的弹性卡扣。弹性卡扣通过压环与内盒面接触施加预紧力，保证料盒在成型过程中具备高稳定性、高重复定位精度，解决了料盒在3D打印过程中，因旋转振动与频繁拆装造成机械误差从而影响打印成型件的产品精度等问题，从而保证了3D打印过程中每一层的质量与精度，且操作便捷，方便操作人员清理料盒，提升打印效率。

Description

一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒

技术领域

本发明属于3D打印设备技术领域，尤其涉及一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒。

背景技术

DLP光固化成型为3D打印常用的成型方式。DLP成型所需要的浆料通常是盛在底部可透光的旋转料盒内，DLP成像光源位于料盒下方，其成型固化面正好位于旋转料盒底部光学玻璃之上。因每次打印成型截面曝光完成后向上提拉一定高度，使得当前固化完成的浆料与料盒底部分离通过逐层曝光并提升来生成三维实体。料盒是用以装载打印原料溶液的容器，在每个打印周期开始和结束后均需要拆卸下来进行清洗、重新装料等操作，料盒底部如安装不稳定将造成打印层厚不一致、精度较低，影响产品成型质量。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒，包括：压环、外盒及内盒，所述内盒内部形成打印腔；所述内盒顶端开设下沉台，所述压环下表面设置与所述下沉台适配的台阶内圈；所述压环四周均匀设置有若干外延凸出片，所述外盒在对应所述外延凸出片的位置处设置用于压紧所述压环的弹性卡扣，所述弹性卡扣通过所述压环将所述内盒扣合在所述外盒内。

在一些可选的实施例中，所述料盒还包括：光学玻璃及支撑环，所述支撑环通过螺钉安装在所述内盒底部，所述光学玻璃设置在所述支撑环上。

在一些可选的实施例中，所述支撑环底部设置支撑凸台。

在一些可选的实施例中，所述外延凸出片上开设镂空槽；所述弹性卡扣包括：卡扣主体，所述卡扣主体的顶端设置回弹压片，所述回弹压片嵌置在所述镂空槽内。

在一些可选的实施例中，所述料盒还包括：料盒转接件及交叉滚子轴承；所述外盒通过螺钉安装在所述料盒转接件上，所述料盒转接件通过螺栓固定于所述交叉滚子轴承内圈上，所述交叉滚子轴承的外圈设置在主体结构上。

在一些可选的实施例中，所述料盒还包括：第一齿轮、第二齿轮及步进电机；所述第一齿轮设置在所述交叉滚子轴承内圈上，所述第二齿轮设置在所述步进电机的驱动轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，使得所述步进电机运转时通过所述第一齿轮、第二齿轮带动所述外盒转动。

在一些可选的实施例中，所述主体结构包括：箱体及设置在所述箱体上的背板、上板；所述上板开设圆形镂空槽，所述交叉滚子轴承的外圈设置在所述圆形镂空槽内。

本发明所带来的有益效果：弹性卡扣通过压环与内盒面接触施加预紧力，保证料盒在成型过程中具备高稳定性、高重复定位精度，解决了料盒在3D打印过程中，因旋转振动与频繁拆装造成机械误差从而影响打印成型件的产品精度等问题，从而保证了3D打印过程中每一层的质量与精度，且操作便捷，方便操作人员清理料盒，提升打印效率。

附图说明

图1是本发明应用于的3D打印机的结构示意图；

图2是本发明料盒的结构示意图；

图3是本发明料盒的爆炸结构示意图；

图4是本发明内盒与压环的配合示意图；

图5是本发明支撑环结构示意图；

图6是本发明外盒与压环的配合示意图；

图7是本发明料盒转接件结构示意图；

图8是本发明料盒的底部示意图；

图9是本发明主体结构结构示意图；

图10是本发明投影系统的结构示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地展示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。

在一些说明性的实施例中，如图1所示，本发明提出的高稳定性锁紧料盒作为料盒300应用于3D打印机。3D打印机包括：投影系统100、打印平台200、刮料机构400以及本发明的料盒300。

投影系统100，用于产生固化浆料的紫外光束。如图1和10所示，投影系统100包括：数字式投影仪101及光机支架102，数字式投影仪101通过光机支架102设置在料盒300内的光学玻璃的下方，数字式投影仪101镜头朝上，由下至上投影于光学玻璃，对光学玻璃上的浆料进行光照固化。本发明数字式投影仪101采用DLP投影机，屏幕在整个打印平台200上闪烁每层的单个图像，由于DLP投影机是数字屏幕，每层由正方形像素组成，打印分辨率更高。

料盒300，用以盛放固化所需浆料。如图1、2、3所示，料盒300包括：压环301、外盒304、内盒303、支撑环308、料盒转接件305、交叉滚子轴承306、步进电机307、主体结构500。内盒303内部形成打印腔，即内盒303的内腔即为打印腔。

如图4所示，内盒303顶端开设下沉台309，压环301下表面设置与下沉台309适配的台阶内圈310，当压环301扣合在内盒303的顶部时，所述台阶内圈310嵌置在下沉台309内，台阶内圈310与内盒的下沉台309为面接触，使得整体结构稳定且精度更高。压环301四周均匀设置有若干外延凸出片311，外盒304在对应外延凸出片311的位置处设置用于压紧压环301的弹性卡扣302，弹性卡扣302的扣压端压住外延凸出片311，从而实现弹性卡扣302通过压环301将内盒303扣合在外盒304内。需要更换料盒时，只需要打开弹性卡扣302，拿出内盒303即可，拆卸方便，且压环301、弹性卡扣302与内盒303的结构设计可以消除内盒303在工作过程中，因振动和频繁拆卸所造成的机械误差，从而提高产品成型精度与使用寿命。

支撑环308通过螺钉安装在内盒303底部，光学玻璃312设置在支撑环308上，具体的，支撑环308与光学玻璃312通过粘结为一体。支撑环308装有光学玻璃312做为成型平面，与内盒2通过螺钉连接后嵌入外盒4内，底部用以透过紫外光，对物料进行固化成型。盛料的内盒2与料盒底部可随时拆卸，便于清理残料。

如图5所示，支撑环308底部设置支撑凸台313，可保证料盒在拆下后其下表面精度不受磨损。

如图6所示，外延凸出片311上开设镂空槽314。弹性卡扣302包括：卡扣主体315，卡扣主体315的顶端设置回弹压片316，当弹性卡扣302压住压环301时，回弹压片316嵌置在镂空槽314内。压环301上设计镂空槽314，可使弹性卡扣302对其卡紧，压环301内圈带有台阶内圈310与内盒303为面接触，可对内盒303进行压紧，并通过弹性卡扣302与压环301对内盒303施加预紧力，达到压紧内盒303的目的同时使压环301便于拆卸。整体结构简单、稳定，保证拆卸方便的同时也保证了频繁拆卸后料盒300依然具有较高的精度。

外盒304通过8个长螺钉安装在料盒转接件305上，如图7所示，料盒转接件305上开设螺栓孔317，料盒转接件305通过螺栓固定于交叉滚子轴承306内圈上，交叉滚子轴承306的外圈设置在主体结构500上。

如图8所示，料盒300还包括：第一齿轮318、第二齿轮319。第一齿轮318通过螺栓固定在交叉滚子轴承306内圈上，第二齿轮319设置在步进电机307的驱动轴上。第一齿轮318与第二齿轮319啮合，步进电机307运转时带动第一齿轮318转动，第一齿轮318再带动第二齿轮319转动，第二齿轮319带动交叉滚子轴承306内圈转动，最终带动外盒304转动，实现料盒的旋转，旋转的料盒便于浆料的涂抹，而且有助于浆料平铺在光学玻璃上，而且本发明的旋转料盒运转稳定，可保证浆料涂抹的均匀度以及精度。

本发明可旋转的料盒含有内盒303与外盒304，内盒303与浆料直接接触，其底部为透明光学玻璃并嵌入外盒304，可在每次打印工作完成后取出清理，外盒304可对内盒303进行限位与固定。料盒300下部装有齿轮，可通过步进电机307驱动其旋转，可通过选旋转进行更大面积的打印，且结构简单、稳定，构件布置合理。

如图9所示，主体结构500包括：背板501、上板502及箱体503，上板502设置在箱体503顶部，背板501设置在上板502的上表面，背板501垂直于上板502。

背板501与上板502由铝材加工而成，重量轻。箱体503为钣金材质，用于承载电气元件以及为投影系统100提供充足的高度与空间，保持整体结构稳定性，减少打印过程中机械共振影响。

打印平台200通过线性导轨安装在背板501上，打印平台200通过线性导轨实现在背板501上的上下移动。打印平台200通过传动机构设置在主体结构500上，传动机构包括：丝杆504以及驱动丝杆转动的电机。当电机驱动丝杆504正转/翻转时，打印平台200沿线性导轨上下往复移动。打印平台200通过两组线性导轨与丝杆使自身沿线性导轨方向于料盒300的打印腔内进行往复运动，使固化后材料粘接在打印平台200底部叠加成型。打印平台200如同滚珠丝杆中的滚珠，将回转运动转换为直线运动。

背板501右侧设置光栅尺505，通过光栅尺505对打印平台200进行位置检测控制，保证打印层厚一致性。背板501左侧上下各有一个机械限位506，两个机械限位506中间安装有光电开关，辅助光栅尺505进行位置监测。保证打印机工作过程中具备高可靠性，防止打印平台200压坏料盒300底部的光学玻璃312。

刮料机构400的底部通过螺纹连接固定于上板502上，投影系统100设置在箱体503内。上板502开设圆形镂空槽507，交叉滚子轴承306的外圈设置在圆形镂空槽507内。投影系统100位于光学玻璃的下方，由下至上进行投影，随着打印平台200逐渐上升，刮料机构400完成刮料后，投影系统100发出的光束透过光学玻璃，将光学玻璃上表面的浆料逐层固化在打印平台200的打印台面上。料盒300旋转时，刮料机构内的刮刀即可将浆料刮涂在光学玻璃上，刮料机构内的刮刀位于料盒300的打印腔内。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒，其特征在于，包括：压环、外盒及内盒，所述内盒内部形成打印腔；所述内盒顶端开设下沉台，所述压环下表面设置与所述下沉台适配的台阶内圈；所述压环四周均匀设置有若干外延凸出片，所述外盒在对应所述外延凸出片的位置处设置用于压紧所述压环的弹性卡扣，所述弹性卡扣通过所述压环将所述内盒扣合在所述外盒内。

2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒，其特征在于，所述料盒还包括：光学玻璃及支撑环，所述支撑环通过螺钉安装在所述内盒底部，所述光学玻璃设置在所述支撑环上。

3.根据权利要求2所述的一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒，其特征在于，所述支撑环底部设置支撑凸台。

4.根据权利要求3所述的一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒，其特征在于，所述外延凸出片上开设镂空槽；所述弹性卡扣包括：卡扣主体，所述卡扣主体的顶端设置回弹压片，所述回弹压片嵌置在所述镂空槽内。

5.根据权利要求4所述的一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒，其特征在于，所述料盒还包括：料盒转接件及交叉滚子轴承；所述外盒通过螺钉安装在所述料盒转接件上，所述料盒转接件通过螺栓固定于所述交叉滚子轴承内圈上，所述交叉滚子轴承的外圈设置在主体结构上。

6.根据权利要求5所述的一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒，其特征在于，所述料盒还包括：第一齿轮、第二齿轮及步进电机；所述第一齿轮设置在所述交叉滚子轴承内圈上，所述第二齿轮设置在所述步进电机的驱动轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，使得所述步进电机运转时通过所述第一齿轮、第二齿轮带动所述外盒转动。

7.根据权利要求6所述的一种用于3D打印机的高稳定性锁紧料盒，其特征在于，所述主体结构包括：箱体及设置在所述箱体上的背板、上板；所述上板开设圆形镂空槽，所述交叉滚子轴承的外圈设置在所述圆形镂空槽内。

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