CN112743839A - 一种dlp光固化3d打印机光辐照度补偿的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，属于3D打印技术领域，包括箱体，所述箱体顶部的一侧固定有顶部凸起，所述顶部凸起一侧的箱体顶部中间位置处开设有清洗槽，所述清洗槽内部的底端安装有回形鼓泡管，所述清洗槽正下方的箱体内部安装有超声波发生器，超声波发生器的输出端连接有压电陶瓷换能器，所述鼓泡管上的清洗槽内部通过轴承对称安装有两根连接轴，两根连接轴的一端延伸至箱体的内部并连接有第二齿轮盘。本发明通过加热棒和回形鼓泡管能够快速剥离未固化的液态光敏树脂，从而对模型的表面进行清洗，提高产品的合格率，便于对清洗液进行搅拌和对模型进行的冲洗，提高清洗液与模型的反应速率使用方便。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体的涉及—种DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置。
背景技术
立体光固化成形是典型的增材制造(AM)技术，使用AM，可以通过依次层叠2D横截面来开发3D零件以创建最终实体,通过逐层打印来制造三维对象。工作中以光敏树脂为原料，用计算机控制紫外激光按零件的各分层截面信息在树脂液面进行逐点扫描，使被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。一层固化完毕后，工作台下移一个层厚的距离，以便在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，然后进行下一层的扫描加工。新固化的一层牢固地黏在前一层上，如此反复直到整个原型制造完毕为止。正因如此，在3D打印完成，打印件从树脂中取出后，模型表面附着有较多的液态光敏树脂原料，需要进行后处理将表面附着的液态光敏树脂清洗掉。
目前主要采用漂洗和手工刷洗两种方式清洁光敏树脂。漂洗是将产品放在盛有酒精或者异丁醇的清洗网中，清洗网做高速往复运动，从而使附着的树脂溶解脱落，它的优点在于设备主体采用机械结构，装置简单，能够节约成本，但是这种清洗方式时间不易控制，时间过长导致已固化的产品被溶解，产品不合格，时间过短则表面粘附的光敏树脂无法清洗干净，不能完全去除树脂，此外剧烈机械振动可能导致模型支撑损坏、报废；手工刷洗清洁度相对较高，但是效率低下，树脂在容器内靠人工翻滚，使用毛刷反复刷洗。这种清洗方式溶剂长时间暴露在空气中，造成挥发浪费,挥发的溶剂会影响人体的神经系统和血液系统，甲醇蒸气能对人的呼吸道粘膜和视神经产生不可逆的伤害，同时，手工刷洗需要佩戴口罩、手套等防护用具，长期下来也是一笔不小开支。
发明内容
1.要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题在于提供—种DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其通过加热棒和回形鼓泡管能够快速剥离未固化的液态光敏树脂，从而对模型的表面进行清洗，提高产品的合格率，同时将模型不直接和清洗槽底面接触，一方面可以避免被剥离的树脂重新附着到模型上，造成二次污染；另一方面，如果模型底部大面积接触清洗槽，会阻挡声波传递，使声波无法完全释放在清洁液中，清洗力减弱。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：
—种DLP光固化D打印机光辐照度补偿的装置，包括箱体，所述箱体顶部的一侧固定有顶部凸起，所述顶部凸起一侧的箱体顶部中间位置处开设有清洗槽，所述清洗槽内部放置有清洗篮，且清洗篮的内部放置有模型，所述清洗槽内部的底端安装有回形鼓泡管，且鼓泡管的一端延伸至清洗槽一侧的顶部并横向穿过箱体延伸至箱体的外侧，所述清洗槽一侧的回形鼓泡管等高位置处分别设置有与清洗槽连通的两根导管，且两根导管上分别安装有乙醇阀和进水阀，所述清洗槽的顶部开设有出水口，且出水口位置处的清洗槽外侧的箱体内部连接有排水管，所述箱体内部底端的一侧安装有抽水泵，且抽水泵的输入端与排水管的另一端连通，所述抽水泵的输出端延伸至箱体的外侧并安装有出水阀，所述清洗槽正下方的箱体内部安装有超声波发生器，且超声波发生器的输出端连接有压电陶瓷换能器，所述压电陶瓷换能器的输出端与清洗槽的底部相接触，所述清洗槽的一侧开设有凹槽，且凹槽的内部安装有加热棒，所述鼓泡管上的清洗槽内部通过轴承对称安装有两根连接轴，且两根连接轴的一端延伸至箱体的内部并连接有第二齿轮盘，所述顶部凸起下方的箱体内部安装有驱动电机，且驱动电机的输出端连接有与两个第二齿轮盘相互啮合的第一齿轮盘，所述连接轴连接轴上缠绕有螺旋搅拌叶，且螺旋搅拌叶的缝隙位置处的连接轴上均匀开设有喷水口，所述连接轴的另一端皆连接有第二导水管，所述连接轴上方的清洗槽一侧连接有第一导水管，所述第一导水管和第二导水管一侧的箱体内部底端安装有水泵，且水泵的输出端与第二导水管连接，所述水泵的输入端与第一导水管连接。
优选的，所述顶部凸起倾斜面上对称安装有开关按钮，且开关按钮下方的顶部凸起倾斜面上安装有指示灯，所述加热棒、抽水泵和超声波发生器皆与开关按钮电信连接。
优选的，所述箱体的底部固定有四个支脚和缓震垫片。
优选的，所述超声波发生器一侧的箱体底部均匀开设有散热孔。
优选的，所述抽水泵位于清洗槽底面的左下角与箱体内部底端侧壁紧密接触。
3.有益效果
(1)本发明通过在清洗槽内部加装加热棒，开机后自动启动，升高乙醇和水混合而成的清洗液温度，使乙醇与光敏树脂的化学反应正向移动，反应速率加快，从而提高清洁效率，同时通过清洗槽底部内置一根回形鼓泡管，开机后自动启动，向乙醇和水混合而成的清洗液中注入气泡，气泡在超声波发生器和压电陶瓷换能器产生的超声波作用下发生“空化效应”，能够快速剥离未固化的液态光敏树脂，从而对模型的表面进行清洗，提高产品的合格率。
(2)本发明将清洗槽底面与抽水泵之间呈倾斜度设计，光敏树脂也叫UV树脂，树脂黏度一般为600cp·s(30℃)以下，倾斜底面可以使液体在重力作用下自行向出水口流动，然后抽水泵将出水口位置处的液体利用排水管抽出加快其排出速率，进而缩短整个清洗时间，
(3)本发明在清洗的过程中，模型放置在清洗篮上，而不是直接和清洗槽底面接触，一方面可以避免被剥离的树脂重新附着到模型上，造成二次污染；另一方面，如果模型底部大面积接触清洗槽，会阻挡声波传递，使声波无法完全释放在清洁液中，清洗力减弱，长期还会造成换能器使用寿命下降，同时将清洗槽侧壁和底部采用316不锈钢材质并作抛光处理，虽然304不锈钢和316不锈钢都属于奥氏体不锈钢，但是316不锈钢因添加钼元素，它的耐蚀性、抗氧化性、耐热性有了显著提升，其所形成的碳化物极其稳定，能阻止奥氏体晶粒变化,延长使用寿命。
(4)本发明通过驱动电机带动第一齿轮盘进行转动，并将第一齿轮盘与第二齿轮盘进行啮合，使得第一齿轮盘在转动的过程中驱动第二齿轮盘进行转动，从而带动连接轴进行转动，从而通过螺旋搅拌叶对清洗槽内部的清洗液进行搅拌，加快清洗槽内部的清洗液的流动速度，从而提高清洗的效果，使用方便，同时通过水泵将清洗槽上部分的清洗液通过第一导水管和第二导水管抽入连接轴的内部，并通过喷水口喷出，对模型进行冲洗，从而提高对模型的清洗速度，通过对清洗液的搅拌和对模型进行的冲洗，提高清洗液与模型的反应速率使用方便。
综上，本发明通过加热棒和回形鼓泡管能够快速剥离未固化的液态光敏树脂，从而对模型的表面进行清洗，提高产品的合格率，同时将模型不直接和清洗槽底面接触，一方面可以避免被剥离的树脂重新附着到模型上，造成二次污染；另一方面，如果模型底部大面积接触清洗槽，会阻挡声波传递，使声波无法完全释放在清洁液中，清洗力减弱，同时可以通过连接轴和螺旋搅拌叶的转动并且将清洗槽上部分的清洗液通过第一导水管和第二导水管抽入连接轴的内部，并通过喷水口喷出，便于对清洗液的搅拌和对模型进行的冲洗，提高清洗液与模型的反应速率使用方便。
附图说明
图1为本发明的俯视结构示意图；
图2为本发明的侧面内部结构示意图；
图3为本发明的正面内部结构示意图；
图4为本发明的俯视内部结构示意图。
附图标记：1、顶部凸起；2、开关按钮；3、指示灯；4、箱体；5、鼓泡管；6、乙醇阀；7、进水阀；8、加热棒；9、出水口；10、排水管；11、抽水泵；12、出水阀；13、超声波发生器；14、压电陶瓷换能器；15、支脚和缓震垫片；16、散热孔；17、模型；18、清洗篮； 19、清洗槽，20、螺旋搅拌叶；21、喷水口；22、驱动电机；23、第一齿轮盘；24、第二齿轮盘；25、第一导水管；26、水泵；27、第二导水管；28、连接轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例
如图1-4所示的—种DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，包括箱体4，箱体4顶部的一侧固定有顶部凸起1，顶部凸起1倾斜面上对称安装有开关按钮2，且开关按钮2下方的顶部凸起1倾斜面上安装有指示灯3，加热棒8、抽水泵11和超声波发生器13皆与开关按钮2电信连接，顶部凸起1一侧的箱体4顶部中间位置处开设有清洗槽19，清洗槽19内部放置有清洗篮18，且清洗篮18的内部放置有模型17，清洗槽19内部的底端安装有回形鼓泡管5，且鼓泡管 5的一端延伸至清洗槽19一侧的顶部并横向穿过箱体4延伸至箱体4 的外侧，清洗槽19一侧的回形鼓泡管5等高位置处分别设置有与清洗槽19连通的两根导管，且两根导管上分别安装有乙醇阀6和进水阀7，清洗槽19的顶部开设有出水口9，且出水口9位置处的清洗槽 19外侧的箱体4内部连接有排水管10，箱体4内部底端的一侧安装有抽水泵11，且抽水泵11的输入端与排水管10的另一端连通，抽水泵11的输出端延伸至箱体4的外侧并安装有出水阀12，清洗槽19 正下方的箱体4内部安装有超声波发生器13，且超声波发生器13的输出端连接有压电陶瓷换能器14，压电陶瓷换能器14的输出端与清洗槽19的底部相接触，清洗槽19的一侧开设有凹槽，且凹槽的内部安装有加热棒8，鼓泡管5上的清洗槽19内部通过轴承对称安装有两根连接轴28，且两根连接轴28的一端延伸至箱体4的内部并连接有第二齿轮盘24，顶部凸起1下方的箱体4内部安装有驱动电机22，且驱动电机22的输出端连接有与两个第二齿轮盘24相互啮合的第一齿轮盘23，连接轴连接轴28上缠绕有螺旋搅拌叶20，且螺旋搅拌叶 20的缝隙位置处的连接轴28上均匀开设有喷水口21，连接轴28的另一端皆连接有第二导水管27，连接轴28上方的清洗槽19一侧连接有第一导水管25，第一导水管25和第二导水管27一侧的箱体4 内部底端安装有水泵26，且水泵26的输出端与第二导水管27连接，水泵26的输入端与第一导水管25连接。
进一步，箱体4的底部固定有四个支脚和缓震垫片15，底部支撑脚加高，即使地面有积水也可以正常使用。
进一步，超声波发生器13一侧的箱体4底部均匀开设有散热孔 16，箱体4底部开孔相比箱体4侧面开孔，具有更好的防尘、防溅水能力。
进一步，抽水泵11位于清洗槽19底面的左下角与箱体4内部底端侧壁紧密接触，抽水泵11的输出端与出水口9之间沿清洗槽19底面呈15°夹角，光敏树脂也叫UV树脂，树脂黏度一般为600cp·s(30℃) 以下，倾斜底面可以使液体在重力作用下自行向出水口9流动，然后抽水泵11将出水口9位置处的液体利用排水管10抽出加快其排出速率，进而缩短整个清洗时间。
上述光敏树脂3D打印零件的自动清洗设备的具体作用原理为：
首先将打印好的模型17放入清洗篮18内部并将清洗篮18连同模型17一起放入箱体4的内部，关上箱体4上的箱盖，随后通过外接电源为箱体4内部的电器设备提供电力支持，随后外接水源与乙醇，分别与进水阀7和乙醇阀6连接，将水和乙醇进入放置模型17 和清洗篮18的清洗槽19内部，随后通过对箱体4进行开机，通过在清洗槽19内部加装加热棒8，开机后自动启动，升高乙醇和水混合而成的清洗液温度，使乙醇与光敏树脂的化学反应正向移动，反应速率加快，从而提高清洁效率，同时通过清洗槽19底部内置一根回形鼓泡管5，开机后自动启动，向乙醇和水混合而成的清洗液中注入气泡，气泡在超声波发生器13和压电陶瓷换能器14产生的超声波作用下发生“空化效应”，能够快速剥离未固化的液态光敏树脂，从而对模型17的表面进行清洗，提高产品的合格率，同时将抽水泵11的输出端与出水口9之间沿清洗槽19底面呈15°夹角，光敏树脂也叫UV 树脂，树脂黏度一般为600cp·s(30℃)以下，倾斜底面可以使液体在重力作用下自行向出水口9流动，然后抽水泵11将出水口9位置处的液体利用排水管10抽出加快其排出速率，进而缩短整个清洗时间，同时在清洗的过程中，模型17放置在清洗篮18上，而不是直接和清洗槽19底面接触，一方面可以避免被剥离的树脂重新附着到模型17上，造成二次污染；另一方面，如果模型17底部大面积接触清洗槽19，会阻挡声波传递，使声波无法完全释放在清洁液中，清洗力减弱，长期还会造成换能器使用寿命下降，同时将清洗槽19侧壁和底部采用316不锈钢材质并作抛光处理，虽然304不锈钢和316不锈钢都属于奥氏体不锈钢，但是316不锈钢因添加钼元素，它的耐蚀性、抗氧化性、耐热性有了显著提升，其所形成的碳化物极其稳定，能阻止奥氏体晶粒变化,延长使用寿命，箱体4底部散热孔16和支脚和缓震垫片15加高设计，箱体4底部开孔相比箱体4侧面开孔，具有更好的防尘、防溅水能力，底部支撑脚加高，即使地面有积水也可以正常使用，在对模型17的表面进行清洗的过程中，通过驱动电机 22带动第一齿轮盘23进行转动，并将第一齿轮盘23与第二齿轮盘 24进行啮合，使得第一齿轮盘23在转动的过程中驱动第二齿轮盘24 进行转动，从而带动连接轴28进行转动，从而通过螺旋搅拌叶20对清洗槽19内部的清洗液进行搅拌，加快清洗槽19内部的清洗液的流动速度，从而提高清洗的效果，使用方便，同时通过水泵26将清洗槽19上部分的清洗液通过第一导水管25和第二导水管27抽入连接轴28的内部，并通过喷水口21喷出，对模型17进行冲洗，从而提高对模型17的清洗速度，通过对清洗液的搅拌和对模型17进行的冲洗，提高清洗液与模型17的反应速率使用方便。
由上述内容可知，本发明通过加热棒8和回形鼓泡管5能够快速剥离未固化的液态光敏树脂，从而对模型17的表面进行清洗，提高产品的合格率，同时将模型17不直接和清洗槽19底面接触，一方面可以避免被剥离的树脂重新附着到模型上，造成二次污染；另一方面，如果模型17底部大面积接触清洗槽19，会阻挡声波传递，使声波无法完全释放在清洁液中，清洗力减弱，同时可以通过连接轴28和螺旋搅拌叶20的转动并且将清洗槽19上部分的清洗液通过第一导水管 25和第二导水管27抽入连接轴28的内部，并通过喷水口21喷出，便于对清洗液的搅拌和对模型17进行的冲洗，提高清洗液与模型17 的反应速率使用方便。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。
Claims (5)
1.一种DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其特征在于，包括箱体(4)，所述箱体(4)顶部的一侧固定有顶部凸起(1)，所述顶部凸起(1)一侧的箱体(4)顶部中间位置处开设有清洗槽(19)，所述清洗槽(19)内部放置有清洗篮(18)，且清洗篮(18)的内部放置有模型(17)，所述清洗槽(19)内部的底端安装有回形鼓泡管(5)，且鼓泡管(5)的一端延伸至清洗槽(19)一侧的顶部并横向穿过箱体(4)延伸至箱体(4)的外侧，所述清洗槽(19)一侧的回形鼓泡管(5)等高位置处分别设置有与清洗槽(19)连通的两根导管，且两根导管上分别安装有乙醇阀(6)和进水阀(7)，所述清洗槽(19)的顶部开设有出水口(9)，且出水口(9)位置处的清洗槽(19)外侧的箱体(4)内部连接有排水管(10)，所述箱体(4)内部底端的一侧安装有抽水泵(11)，且抽水泵(11)的输入端与排水管(10)的另一端连通，所述抽水泵(11)的输出端延伸至箱体(4)的外侧并安装有出水阀(12)，所述清洗槽(19)正下方的箱体(4)内部安装有超声波发生器(13)，且超声波发生器(13)的输出端连接有压电陶瓷换能器(14)，所述压电陶瓷换能器(14)的输出端与清洗槽(19)的底部相接触，所述清洗槽(19)的一侧开设有凹槽，且凹槽的内部安装有加热棒(8)，所述鼓泡管(5)上的清洗槽(19)内部通过轴承对称安装有两根连接轴(28)，且两根连接轴(28)的一端延伸至箱体(4)的内部并连接有第二齿轮盘(24)，所述顶部凸起(1)下方的箱体(4)内部安装有驱动电机(22)，且驱动电机(22)的输出端连接有与两个第二齿轮盘(24)相互啮合的第一齿轮盘(23)，所述连接轴连接轴(28)上缠绕有螺旋搅拌叶(20)，且螺旋搅拌叶(20)的缝隙位置处的连接轴(28)上均匀开设有喷水口(21)，所述连接轴(28)的另一端皆连接有第二导水管(27)，所述连接轴(28)上方的清洗槽(19)一侧连接有第一导水管(25)，所述第一导水管(25)和第二导水管(27)一侧的箱体(4)内部底端安装有水泵(26)，且水泵(26)的输出端与第二导水管(27)连接，所述水泵(26)的输入端与第一导水管(25)连接。
2.根据权利要求1所述的—种DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其特征在于，所述顶部凸起(1)倾斜面上对称安装有开关按钮(2)，且开关按钮(2)下方的顶部凸起(1)倾斜面上安装有指示灯(3)，所述加热棒(8)、抽水泵(11)和超声波发生器(13)皆与开关按钮(2)电信连接。
3.根据权利要求1所述的—种DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其特征在于，所述箱体(4)的底部固定有四个支脚和缓震垫片(15)。
4.根据权利要求1所述的—种DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其特征在于，所述超声波发生器(13)一侧的箱体(4)底部均匀开设有散热孔(16)。
5.根据权利要求1所述的—种DLP光固化3D打印机光辐照度补偿的装置，其特征在于，所述抽水泵(11)位于清洗槽(19)底面的左下角与箱体(4)内部底端侧壁紧密接触。
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