CN111941586A - 一种全自动高精度光固化3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全自动高精度光固化3D打印机，包括：工作台、位于工作台上方的激光扫描系统、用于向工作台供给浆料的供料系统、刮板装置及机身。刮板装置包括：水平移动滑板、刮板架及刮刀，水平移动滑板带动刮刀在工作台提供的打印台面上方做往复运动，将供料系统供给的浆料刮平。本发明根据工件的CAD模型，可以将高固相和一定粘度的原材料高速、连续可靠地打印成高性能高精度的的成品件，解决了目前陶瓷3D打印机无法精确控制浆料使用和用量问题，从而提高打印分辨率；本发明结构简洁，各个部件布置更加合理，也使得操作更加简单，不再过渡依赖人工，从而实现效率高、精度高。

Description

一种全自动高精度光固化3D打印机

技术领域

本发明属于打印机技术领域，尤其涉及一种全自动高精度光固化3D打印机。

背景技术

3D打印即快速成型技术中的一种，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。随着3D打印技术的发展，尤 其是立体光固化陶瓷3D打印机作为3D打印所使用的设备受到人们的欢迎，并且在打印材料 方面，高性能陶瓷材料的研发迅猛发展和面世，3D打印应用领域，如航空、航天、医疗越来 越广范。

由于现在陶瓷原材料的不断推陈出新，目前陶瓷3D打印机无法较好的处理粘度较大的 陶瓷浆料，很难精确控制浆料使用和用量问题，导致打印分辨率低，无法制作具有精细特征 的高精度打印件。除此之外，传统的陶瓷3D打印机已无法满足快速和更高精度的要求，而 且结构复杂、部件布置不合理、不易操作，导致目前的陶瓷3D打印机效率低、精度低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种全自动高精度光固化3D打印机。

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，本发明提供一种全自动高精度光固化3D打印机，包括：

工作台，用于提供打印台面；

激光扫描系统，位于所述工作台上方，用于固化所述打印台面上的浆料；

供料系统，用于向所述工作台供给浆料；

刮板装置，位于所述激光扫描系统与所述工作台之间，包括：水平移动滑板及设置在所 述水平移动滑板上的刮刀，所述水平移动滑板带动所述刮刀在所述打印台面上方做往复运动， 将所述供料系统供给的浆料刮平。

在一些可选的实施例中，所述刮板装置还包括：刮板架，所述刮板架两侧均设置有所述 刮刀，所述刮板架通过回转轴与所述水平移动滑板连接，以使得所述刮板架可在所述水平移 动滑板上摆动，从而切换所述刮板架两侧的刮刀。

在一些可选的实施例中，所述刮板装置还包括：位于所述水平移动滑板左右移动终端的 限高座，所述限高座的顶部开设斜契面；所述刮板架的两侧还设置有限位导向杆，当所述刮 板架带动所述刮刀到达所述限高座位置处时，所述限位导向杆与所述限高座顶部的斜契面接 触并向下移动，使得所述刮板架在所述水平移动滑板上摆动。

在一些可选的实施例中，所述刮板装置还包括：拨叉装置及位于所述水平移动滑板左右 移动终端的撞针；所述拨叉装置与所述水平移动滑板轴连接，当所述刮板架带动所述刮刀到 达所述撞针位置处时，所述撞针撞击所述拨叉装置的顶端，使得所述拨叉装置的底端摆动并 拨动所述刮板架，所述刮板架在所述水平移动滑板上摆动。

在一些可选的实施例中，所述刮板架两侧开设安装槽，所述安装槽内设置刀片安装板， 两个所述刮刀通过所述刀片安装板分别安装在所述刮板架的两侧，且两个所述刮刀互成一定 角度；所述刮板架两端设置倾斜面，所述刀片安装板在对应所述倾斜面的位置处设置有与所 述倾斜面贴合的斜契调整块，所述斜契调整块通过细牙螺钉安装在所述刀片安装板两端的凹 槽内。

在一些可选的实施例中，所述激光扫描系统包括：数字投影仪、安装板及安装架；所述 数字投影仪设置在所述安装板上，所述安装板通过调节螺钉固定在所述安装架上；所述调节 螺钉为三颗，三颗调节螺钉呈三角形分布在所述安装板底部，以调整所述数字投影仪的镜头 与所述工作台垂直。

在一些可选的实施例中，所述供料系统包括：驱动电机、底座、支座、料筒及位于料筒 侧面的位移传感器；所述驱动电机的驱动轴通过所述支座内的滚珠丝杆传动机构与所述料筒 内的活塞连接，使得所述驱动电机驱动所述料筒内部活塞挤压浆料。

在一些可选的实施例中，所述工作台包括：磁力座及位于所述磁力座顶面的工件托盘； 所述磁力座包括：磁极靴及磁力座板，所述磁力座板的底面开设滑槽，所述磁极靴位于所述 滑槽内；所述滑槽内的工作位设置贯穿于所述滑槽槽底的导磁块，第一导磁片的两端位于所 述滑槽内的休止位上，以使得当所述磁极靴到达所述工作位时产生吸力吸住所述工件托盘， 到达所述休止位时磁力消失释放所述工件托盘。

在一些可选的实施例中，所述工作台包括：电源、磁力座及位于所述磁力座顶面的工件 托盘；所述磁力座在面向所述工件托盘的一侧设置有电磁铁，所述工件托盘在面向所述磁力 座的一侧且对应所述电磁铁的位置上设置铁片；所述电源为所述电磁铁的线圈供电，且所述 电源的供电回路上设置开关以控制所述电磁铁的通断。

在一些可选的实施例中，所述的一种全自动高精度光固化3D打印机，还包括：机身； 所述机身包括：机身主体及基准平板，所述基准平板设置在所述机身主体顶部，所述基准平 板中间开有方槽，所述工作台通过可升降装置在所述方槽内升降。

本发明所带来的有益效果：本发明根据工件的CAD模型，可以将高固相和一定粘度的 原材料高速、连续可靠地打印成高性能高精度的的成品件，解决了目前陶瓷3D打印机无法 精确控制浆料使用和用量问题，从而提高打印分辨率；本发明结构简洁，各个部件布置更加 合理，也使得操作更加简单，不再过渡依赖人工，从而实现效率高、精度高。

附图说明

图1是本发明一种全自动高精度光固化3D打印机的结构示意图；

图2是本发明机身的结构示意图；

图3是本发明激光扫描系统的结构示意图；

图4是本发明供料系统的结构示意图；

图5是本发明可升降装置的结构示意图；

图6是本发明工作台在其中一种实施例中的结构示意图；

图7是本发明电源为工作台供电的原理图；

图8是图6中的磁力座结构示意图；

图9是本发明工作台在另一种实施例中的结构示意图；

图10是本发明磁极靴的位置示意图；

图11是本发明定位销的位置示意图；

图12是本发明滑槽示意图；

图13是本发明导磁块和第一导磁片的位置示意图；

图14是本发明磁极靴的结构示意图；

图15是本发明刮板装置的位置示意图；

图16是本发明刮板装置在其中一种实施例中的立体图；

图17是本发明刮板装置在其中一种实施例中的俯视图；

图18是图17的B-B向剖视图；

图19是本发明刮板装置在其中一种实施例中的结构示意图；

图20是图19的A-A向剖视图；

图21是本发明刮板装置在另一种实施例中的立体图；

图22是本发明刮板装置在另一种实施例中的俯视图；

图23是图22的A-A向剖视图；

图24是本发明刮板装置在另一种实施例中的结构示意图；

图25是本发明刮板装置的剖面图；

图26是本发明刀头精度调节装置的结构示意图；

图27是本发明斜契调整块的结构示意图。

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。

如图1所示，本发明提供一种全自动高精度光固化3D打印机，能将高固相和一定粘度 的原材料连续可靠地打印成所需的成品件，包括：激光扫描系统100、供料系统200、刮板装 置300、工作台400及机身500。

机身500，用于承载打印机的所有系统与机构。

如图2所示，机身500包括：机身主体501及基准平板502。基准平板502设置在机身主体501顶部，基准平板502为本发明主要零部件的承载面和基准面，机身主体501是由方管焊接而成的立体稳固形结构。

基准平板502中间开有方槽505，工作台的打印台面在方槽505内升降，为打印核心工 作区域。方槽505内可设置料仓，供料系统200向料仓供料从而实现为工作台400供给陶瓷 浆料。

机身500还包括：水平调节机构507、安装平板503及防震脚杯506。防震脚杯506设置在机身主体501的底部。水平调节机构507设置在机身主体501与基准平板502之间，用 以调节基准平板502的水平度，采用现有的水平调节机构即可，这里不再赘述。安装平板503设置在机身主体501上并与机身主体501垂直，用于安装工作台400的驱动部分。机身500 还包括：横向安装板504，打印机的驱动或控制部分可以安装在横向安装板504上。

激光扫描系统100，位于工作台400上方，用于产生固化陶瓷浆料的激光束，以固化工 作台400的打印台面上的浆料。

如图3所示，激光扫描系统100包括：数字投影仪101、安装板102及安装架104。数字投影仪101设置在安装板102上，安装板102通过调节螺钉103固定在安装架104上。调 节螺钉103为三颗，三颗调节螺钉呈三角形分布在安装板102底部，以调整数字投影仪101 的镜头与工作台400垂直。

数字投影仪101在整个工作台400打印台面上闪烁每层的单个图像，位于工作台400正 上方，可以在整个打印台面上闪烁每层的单个图像，进而快速固化陶瓷浆料，通过扫描振镜， 照射至工作台固化陶瓷浆料。数字投影仪采用DLP投影机，屏幕在整个平台上闪烁每层的单 个图像，由于投影仪是数字屏幕，每层将由正方形像素组成，构造更精简，效率更高。

供料系统200，设置在机身主体501上，用于向工作台400供给浆料。

如图4所示，供料系统200包括：驱动电机201、底座202、支座203、料筒204及位于料筒204侧面的位移传感器205。底座202设置在机身主体501上，驱动电机201的驱动轴 通过支座203内的滚珠丝杆传动机构与料筒204内的活塞连接，驱动电机201工作时，驱动 料筒204内部活塞挤压浆料，将浆料通过料筒的出口挤压至方槽505内的料仓，实现上料。 滚珠丝杆传动机构为现有传动机构的一种，滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的产品，具体结构这里不再赘述。料筒采用现有的直筒活塞式设计即 可。

供料系统200采用电机传动，解决了高粘度的陶瓷浆料的精确供给问题，整体结构稳定， 上料迅速、精确，而且料筒拆卸轻松，方便换料。位移传感器205将测量数据上传到控制系 统，通过控制系统控制实现精确供料。

工作台400为可升降工作台，具体是通过可升降装置实现升降，实现打印过程中工件的 Z方向运动。

如图5所示，可升降装置包括：动力电机404、电机座405、底板406、套筒407及支撑板410。动力电机404通过电机座405安装在底板406上，底板406设置在安装平板503底 部，动力电机404的驱动轴通过滚珠丝杆传动机构与套筒407连接，支撑板410设置在套筒 407的顶部，工作台的打印台面412设置在支撑板410上。动力电机404通过滚珠丝杆传动 机构驱动套筒407上下移动，从而带动工作台的打印台面412上下移动。滚珠丝杆传动机构 为现有传动机构的一种，滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转 运动的产品，具体结构这里不再赘述。这样组合有益效果是工作台能够快速定位和固定，实现工作台快速装拆。可升降工作台是工件放置台，是整机核心工作区。升降的定位精度和重复定位精度直接影响着整机工作精度，本发明实现打印平台可快速拆卸，安装恢复后精度保 持不变。

可升降装置还包括：导轨401、滑块402及滑板403，滑板403通过滑块402与导轨401相连，套筒407与滑板403连接，导轨401设置在安装平板503上，为套筒的上下移动提供 支撑，结构稳定。

本发明利用控制系统控制打印机的各种动作与逻辑关系，控制系统可采用PLC。

如图6至8所示，在其中一种实施例中，工作台400包括：磁力座414及位于磁力座414 顶面的工件托盘415，磁力座414及工件托盘415形成工作台400的打印台面。磁力座414是连接工件托盘415的机构，可以通断磁力，以控制工件托盘415的安装和拆卸。工件托盘415两端开设拆卸槽422，便于工件托盘拆卸以及端拿。

磁力座414在面向工件托盘415的一侧设置有电磁铁416，工件托盘415在面向磁力座 414的一侧且对应电磁铁416的位置上设置铁片417。电源418为电磁铁416的线圈供电，且 电源418的供电回路上设置开关419以控制电磁铁416的通断。当电磁铁416通电产生磁力 时，吸住工件托盘415。当电磁铁416断电时磁力消失时，可以拆下工件托盘415。

铁片选为2Cr13，工件托盘415材质为不锈钢，变形小、耐磨、耐腐蚀。

工作台400还包括：定位销420。磁力座414及工件托盘415上均开设用于容纳定位销 420的圆柱销槽421，使工件托盘415在安装过程中准确定位，使工件托盘415和磁力座414 准确定位，电磁铁416通电时牢牢吸住工件托盘415，完成安装。

因此本实施例工作台拆卸方便，易于清理，连续打印时可以缩短拆装和清理打印台面的 时间，节约清理时间，从而提升打印效率，一个工件打印完直接拆下换上另一个工件托盘打 印即可；结构可靠，定位精准；因为磁力吸附的是工件托盘上镶嵌的铁片，拆装对工件托盘 不会产生细微变形，因此可保证打印精度且稳定准确，成本较低；通过电磁的作用，解决了 固定牢靠问题，通过销定位，解决了安装时快速定位问题。

如图9至14所示，在另一种实施例中，工作台400包括：磁力座414及位于磁力座414顶面的工件托盘415；磁力座414及工件托盘415形成工作台400的打印台面。磁力座414 是连接工件托盘415的机构，可以通断磁力，以控制工件托盘415的安装和拆卸。

磁力座414包括：第一导磁片427、磁极靴423及磁力座板424，磁力座板424的底面开 设滑槽425，磁极靴423位于滑槽425内，并且可在滑槽425内进行移动，工件托盘415和磁极靴423分别位于磁力座板424的上下两面。

滑槽425内设置工作位和休止位，磁极靴423在滑槽425内往复移动，即可实现在工作 位和休止位之间进行切换。滑槽425内的工作位设置贯穿于滑槽槽底的导磁块426，即导磁 块426一端可在滑槽内接触磁极靴423，另一端穿过磁力座板424与工件托盘415接触，因此导磁块426所在位置即指工作位。第一导磁片427的两端位于滑槽425内的休止位上，即第一导磁片427的两端所在位置即指休止位，第一导磁片427未贯穿磁力座板424，即无法与工件托盘415接触。

当磁极靴423到达工作位时，磁极靴、导磁块426与工件托盘415形成闭合，产生吸力 吸住工件托盘415，随即可以开始刮料打印。当磁极靴423到达休止位时磁力消失，磁极靴 无法固定住工件托盘415，即释放了工件托盘415，此时即可拆下工件托盘415进行清洗。

因此本实施例通过机械装置和磁的作用，工作台拆卸方便，易于清理，连续打印时可以 缩短拆装和清理打印台面的时间，节约清理时间，从而提升打印效率，一个工件打印完直接 拆下换上另一个工件托盘打印即可；结构可靠，定位精准；因为磁力吸附的是工件托盘上镶 嵌的导磁片，拆装对工件托盘不会产生细微变形，因此可保证打印精度且稳定准确，成本较 低；通过电磁的作用，解决了固定牢靠问题，通过销定位，解决了安装时快速定位问题。

磁力座板424的底面开设两个滑槽425，每一个滑槽425内均设置有一个磁极靴423，因 此具备两个可以吸住工件托盘415的位置，使得吸的更加牢固、稳定。

磁极靴423的两端设置圆柱形的永磁体428，工作位包含两个圆柱形的导磁块426，工作 位与休止位交叉设置，使得磁极靴423不必行进过远就可以在工作位与休止位之间进行切换， 提升整体构件的工作稳定度。

工件托盘415在面向磁力座板的一侧且对应滑槽425的位置上设置第二导磁片，以此实 现磁极靴、导磁块426与工件托盘415形成闭合，产生吸力吸住工件托盘415。

磁力座414还包括：用于驱动磁极靴423在滑槽425内进行移动的驱动装置。驱动装置 包括：转轴429、转轴衬套430、转轴手柄431及齿轮432；转轴手柄431与转轴429连接， 转轴429上设置有与磁极靴423上的齿轮牙啮合的齿轮432。拆卸时转动转轴手柄431，从而 带动转轴429转动，转轴429转动时，通过齿轮432带动磁极靴423在滑槽425移动，此时 磁极靴423相当于一个齿条。当左右摆动转轴手柄431时，即可实现磁极靴423在工作位与 休止位之间进行切换。结构简单、易操作、成本较低、切换速度快，提升托盘更换效率。

工件托盘415材质为不锈钢，变形小、耐磨、耐腐蚀。

工作台400还包括：定位销420。磁力座414及工件托盘415上均开设用于容纳定位销 420的圆柱销槽421，使工件托盘415在安装过程中准确定位，使工件托盘415和磁力座414 准确定位。

刮板装置300，位于激光扫描系统100与工作台400之间，用于将浆料在工作台400上 铺设成均匀薄层。3D打印陶瓷浆料通过供料系统200供给，在供料出口处堆积，刮刀带着这 些浆料掠过3D打印台面，刮刀与打印台面留有指定间隙，陶瓷浆料通过打印台面时就会填 充间隙，从而达到填充料的效果。

如图15所示，刮板装置300，包括：水平移动滑板303及设置在水平移动滑板303上的 刮刀304，水平移动滑板303带动刮刀304在打印台面上方做往复运动，将供料系统200供给的浆料刮平。水平移动滑板303通过滑轨302安装在基准平板502上实现在打印工作区域平移，水平移动滑板303通过同步带与电机301连接，由电机301带动刮板装置300沿着滑 轨302移动。

在其中一种实施例中，如图20所示，刮板装置300还包括：刮板架305。刮板架305通过回转轴306与水平移动滑板303连接，即刮板架305可在水平移动滑板303上摆动。水平 移动滑板303与滑轨302连结实现平移，刮板架305绕着回转轴306实现回转。刮板架305 两侧均设置有刮刀304，两个刮刀304互成一定角度。

刮板架305左右两侧都装有刮刀304，当刮刀装置300往一边刮料时，一边刮刀304工 作，另一边刮刀304提高一定高度不工作，当换向时，刮板架305摆动，另一边刮刀304落下，原工作刮刀304提升，实现换刀功能，即切换刮板架两侧的刮刀304。

如图16至20所示，刮板装置300还包括：限高座307及限位导向杆308。水平移动滑板303左右往复移动，即水平移动滑板303在打印机打印台面的上方往复移动，移动路线的两侧终点处均设置有限高座307，限高座307的目的就是当水平移动滑板303带着刮板架305到达此处时，限高座307施加一个推力给刮板架305，导致刮板架305摆动。

限高座307的顶部开设斜契面309，刮板架305的两侧还设置有限位导向杆308，限位导 向杆308的高度位于斜契面309最高点与最低点之间。当刮板架305带动刮刀304到达限高 座307位置处时，限位导向杆308与限高座顶部的斜契面309接触，当刮板架305继续移动， 由于斜契面309是倾斜的，斜契面309逐渐下压限位导向杆308，使得刮板架305在水平移 动滑板303上摆动，从而切换刮板架两侧的刮刀304。

为稳定、平衡的切换刮刀，限高座307为四个，对应的，限位导向杆308也为四个，四个限位导向杆308分布在刮板架305的四角。

如图20所示，刮板架305两侧还设置有定位电磁铁310，水平移动滑板303两侧在对应 定位电磁铁310的位置处设置有铁块311，并且定位电磁铁310附近装有限位螺钉312，限位 螺钉312保证了刮板架305摆动的定位精度。当刮板架305在水平移动滑板303上摆动到位 时，当前侧的定位电磁铁通电吸住与其对应的铁块且另一侧的定位电磁铁断电，以固定摆动 完成后的刮板架305。

当刮板架305摆动到位时，定位电磁铁310产生磁性，刮板架305与水平移动滑板303 相互吸牢，完成了工作刀头切换动作，当刮刀装置300移向另一边极限位时，原定位电磁铁310断磁，限位导向杆308和限高座307的配合下刮板架305绕着回转轴306回转，定位螺钉312限位，此侧定位电磁铁310通电使刮板架305与水平移动滑板303相互吸牢，实现工 作刀头切换。两侧电磁装置交替作用，重复以上动作，就实现了3D打印过程中的全自动换 刀。通过电磁铁装置使得刮板架305的固定方式更加紧固、稳定，同时也更加可靠，降低误 操作概率。

刮刀304带着浆料完全贯穿打印台面后，通过本实施例的结构刀片实现钟摆，另一边刮 刀落下，原侧刮刀提升，刮刀带着余料返回重复前面动作，这样往复动作就解决了3D打印 机的自动上料问题。两个刮刀中投入使用中的刮刀与工作台之间的间隙为0.1～0.3mm。

本实施例中的刮板装置300采用双刀结构，左右移动时实现自动切换双刀，不仅解决了 3D打印机的自动上料问题，而且电磁铁装置与限高座配合使用，保证刮刀精度的同时，还使 得换刀过程更加迅速，换刀方式稳定、可靠，3D打印机通过本实施例的刮板装置可现实现无 人化、自动化操作加工上料，不会出现人工涂抹精度不稳定问题，解决了工作精度、效率和 可靠性问题。

在另一种实施例中，如图25所示，刮板装置300还包括：刮板架305。刮板架305通过回转轴306与水平移动滑板303连接，即刮板架305可在水平移动滑板303上摆动。水平移 动滑板303与滑轨302连结实现平移，刮板架305绕着回转轴306实现回转。刮板架305两 侧均设置有刮刀304，两个刮刀304互成一定角度。

刮板架305左右两侧都装有刮刀304，当刮刀装置300往一边刮料时，一边刮刀304工 作，另一边刮刀304提高一定高度不工作，当换向时，刮板架305摆动，另一边刮刀304落下，原工作刮刀304提升，实现换刀功能，即切换刮板架两侧的刮刀304。

如图21至25所示，刮板装置300还包括：拨叉装置313及撞针314。水平移动滑板303左右往复移动，即水平移动滑板303在打印机打印台面的上方往复移动，移动路线的两侧终点处均设置有撞针314，撞针314的目的就是当水平移动滑板303带着刮板架305到达此处时，撞针314施加一个推力给拨叉装置313，导致刮板架305摆动。

拨叉装置313与水平移动滑板303轴连接，即拨叉装置313在撞针314的作用下摆动时， 会驱动刮板架305摆动，以水平移动滑板303为旋转支撑点，但不会影响水平移动滑板303。 当刮板架305带动刮刀304到达撞针314位置处时，撞针314撞击拨叉装置313的顶端使得 拨叉装置313的顶端向水平移动滑板移动方向的反方向偏转，从而使得拨叉装置313的底端 摆动，拨叉装置313的底端与刮板架305连接，最终导致拨叉装置313的底端拨动刮板架305 发生回转，即刮板架305在水平移动滑板303上摆动，从而切换刮板架305两侧的刮刀304。

拨叉装置313包括：拨叉315、拨叉活塞杆316及拨叉滚轮317。拨叉315与水平移动滑 板303轴连接，拨叉活塞杆316设置在拨叉315下端并与拨叉315形成可伸缩结构，拨叉活塞杆316末端与拨叉滚轮317连接，拨叉滚轮317可在拨叉活塞杆316末端转动。拨叉滚轮317通过销轴318与拨叉活塞杆316连结。

刮板架305上开设条形槽319，拨叉滚轮317位于条形槽319内，可在条形槽319内滚动。当刮板架305带动刮刀304到达撞针314位置处时，撞针314撞击拨叉315，使得拨叉 活塞杆316的底端摆动以带动拨叉滚轮317在条形槽319内滚动，滚动的拨叉滚轮317施加 推力给刮板架305，拨叉滚轮317的左右偏移过程拨动刮板架305发生回转，即刮板架305 在水平移动滑板303上摆动，从而切换刮板架305两侧的刮刀304。

拨叉装置还包括：压缩弹簧320，压缩弹簧320一端与拨叉315连接，另一端与拨叉活 塞杆316连接，压缩弹簧320永远处于压缩状态。由于拨叉活塞杆内的弹簧力作用，拨叉装 置在摆动过程中可牢牢顶着刮板架305，这样刮板架305实现摆动后就牢牢顶着，实现了定 位功能。通过压缩弹簧320使得刮板架305的固定方式更加紧固、稳定，同时也更加可靠。

拨叉装置还包括：支撑轴321、轴承322及固定块323。轴承322设置在拨叉315内并与拨叉315固定连接，轴承322套设在支撑轴321上，支撑轴321两端通过固定块323与水 平移动滑板303固定连接。从而实现刮板架以水平移动滑板303作为旋转支撑点，但不会影 响水平移动滑板303，结构简单、稳定。

拨叉装置上拨叉滚轮317可以在条形槽319内滚动，当拨叉装置上端受外力时，拨叉装 置绕回转轴实现回转运动，由于拨叉活塞杆内的弹簧力作用，拨叉装置牢牢顶着刮板架，这 样刮板架实现摆动后就牢牢顶着，实现了定位功能。当刮板装置移向另一边时，重复以上动 作，实现了自动换刀功能。刮刀304带着浆料完全贯穿打印台面后，通过本实施例的结构刀 片实现钟摆，另一边刮刀落下，原侧刮刀提升，刮刀带着余料返回重复前面动作，这样往复 动作就解决了3D打印机的自动上料问题。两个刮刀中投入使用中的刮刀与工作台之间的间 隙为0.1～0.3mm。

在水平移动滑板303上装有用于调整刮板架305角度的定位螺钉324，用于调整刮板架 305的角度，并起到精确限位作用，保证了每次摆动的定位精度和重复定位精度。刮板装置 300还包括：设置在水平移动滑板303上的缓冲器325，用于刮板架摆动定位时减缓冲击作用。

刮板架305两侧开设安装槽，安装槽内设置刀片安装板326，两个刮刀304通过刀片安 装板326分别安装在刮板架305的两侧。

本实施例中的刮板装置300采用双刀结构，左右移动时实现自动切换双刀，不仅解决了3D打印机的自动上料问题，并通过撞针与拨叉装置配合实现了自动换向，保证刮刀精度的同 时，还使得换刀过程更加迅速，换刀方式稳定、可靠，3D打印机通过本实施例的刮板装置可 现实现无人化、自动化操作加工上料，不会出现人工涂抹精度不稳定问题，因此解决了工作 精度、效率和可靠性问题。

如图26至27所示，本发明还提供刀头精度调节装置，包括：斜契调整块327、细牙螺钉328及与细牙螺钉配合使用的螺母329。

刮板架305两端设置倾斜面330，刀片安装板326在对应倾斜面330的位置处设置有与 倾斜面330贴合的斜契调整块327，斜契调整块327通过细牙螺钉328安装在刀片安装板326 两端的凹槽内。刀片安装板326通过紧定螺钉331安装在刮板架305两侧的安装槽内。

拧动细牙螺钉328，斜契调整块327与刮板架305形成挤压效应，斜契调整块327的斜 面与水平面有一夹角α,拧动细牙螺钉328时有水平方向移动长度L，则高度方向向上或者向 下移动L×tanα，α角越小，L×tanα值越小，这样刀片安装板326连同刮刀304实现了向上或者下向下微调。刮刀304两端都用同样的方法调节，调节到位后螺母329并紧，固定： 斜契调整块327，最后再用紧定螺钉331锁住刮板架305，调节完毕。

通过本发明刀头精度调节装置使得刀口与打印台面之间的间隙可以准确调节，能够实现 刮刀精度的快速微调节，结构简单，操作方便，为3D打印机成品精度供了保障。

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 (10)

1.一种全自动高精度光固化3D打印机，其特征在于，包括：

工作台，用于提供打印台面；

激光扫描系统，位于所述工作台上方，用于固化所述打印台面上的浆料；

供料系统，用于向所述工作台供给浆料；

刮板装置，位于所述激光扫描系统与所述工作台之间，包括：水平移动滑板及设置在所述水平移动滑板上的刮刀，所述水平移动滑板带动所述刮刀在所述打印台面上方做往复运动，将所述供料系统供给的浆料刮平。

2.根据权利要求1所述的一种全自动高精度光固化3D打印机，其特征在于，所述刮板装置还包括：刮板架，所述刮板架两侧均设置有所述刮刀，所述刮板架通过回转轴与所述水平移动滑板连接，以使得所述刮板架可在所述水平移动滑板上摆动，从而切换所述刮板架两侧的刮刀。

3.根据权利要求2所述的一种全自动高精度光固化3D打印机，其特征在于，所述刮板装置还包括：位于所述水平移动滑板左右移动终端的限高座，所述限高座的顶部开设斜契面；所述刮板架的两侧还设置有限位导向杆，当所述刮板架带动所述刮刀到达所述限高座位置处时，所述限位导向杆与所述限高座顶部的斜契面接触并向下移动，使得所述刮板架在所述水平移动滑板上摆动。

4.根据权利要求2所述的一种全自动高精度光固化3D打印机，其特征在于，所述刮板装置还包括：拨叉装置及位于所述水平移动滑板左右移动终端的撞针；所述拨叉装置与所述水平移动滑板轴连接，当所述刮板架带动所述刮刀到达所述撞针位置处时，所述撞针撞击所述拨叉装置的顶端，使得所述拨叉装置的底端摆动并拨动所述刮板架，所述刮板架在所述水平移动滑板上摆动。

5.根据权利要求4所述的一种全自动高精度光固化3D打印机，其特征在于，所述刮板架两侧开设安装槽，所述安装槽内设置刀片安装板，两个所述刮刀通过所述刀片安装板分别安装在所述刮板架的两侧，且两个所述刮刀互成一定角度；所述刮板架两端设置倾斜面，所述刀片安装板在对应所述倾斜面的位置处设置有与所述倾斜面贴合的斜契调整块，所述斜契调整块通过细牙螺钉安装在所述刀片安装板两端的凹槽内。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种全自动高精度光固化3D打印机，其特征在于，所述激光扫描系统包括：数字投影仪、安装板及安装架；所述数字投影仪设置在所述安装板上，所述安装板通过调节螺钉固定在所述安装架上；所述调节螺钉为三颗，三颗调节螺钉呈三角形分布在所述安装板底部，以调整所述数字投影仪的镜头与所述工作台垂直。

7.根据权利要求6所述的一种全自动高精度光固化3D打印机，其特征在于，所述供料系统包括：驱动电机、底座、支座、料筒及位于料筒侧面的位移传感器；所述驱动电机的驱动轴通过所述支座内的滚珠丝杆传动机构与所述料筒内的活塞连接，使得所述驱动电机驱动所述料筒内部活塞挤压浆料。

8.根据权利要求7所述的一种全自动高精度光固化3D打印机，其特征在于，所述工作台包括：磁力座及位于所述磁力座顶面的工件托盘；所述磁力座包括：磁极靴及磁力座板，所述磁力座板的底面开设滑槽，所述磁极靴位于所述滑槽内；所述滑槽内的工作位设置贯穿于所述滑槽槽底的导磁块，第一导磁片的两端位于所述滑槽内的休止位上，以使得当所述磁极靴到达所述工作位时产生吸力吸住所述工件托盘，到达所述休止位时磁力消失释放所述工件托盘。

9.根据权利要求7所述的一种全自动高精度光固化3D打印机，其特征在于，所述工作台包括：电源、磁力座及位于所述磁力座顶面的工件托盘；所述磁力座在面向所述工件托盘的一侧设置有电磁铁，所述工件托盘在面向所述磁力座的一侧且对应所述电磁铁的位置上设置铁片；所述电源为所述电磁铁的线圈供电，且所述电源的供电回路上设置开关以控制所述电磁铁的通断。

10.根据权利要求8或9所述的一种全自动高精度光固化3D打印机，其特征在于，还包括：机身；所述机身包括：机身主体及基准平板，所述基准平板设置在所述机身主体顶部，所述基准平板中间开有方槽，所述工作台通过可升降装置在所述方槽内升降。

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