CN113942225A - 一种下沉式光固化打印机设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种下沉式光固化打印机设备，通过在机架上装配光学引擎单元和打印组件，打印组件包括打印盘、送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置，通过送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置在打印盘上实现打印工作，其中光学引擎单元照射方向朝向打印组件的打印区域，对打印样品起到固化作用，打印缸单元中的打印缸组件的数量决定了打印机的打印效率，数量越多，效率越高，有利于批量化打印。

Description

一种下沉式光固化打印机设备

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种下沉式光固化打印机设备。

背景技术

现有的光固化打印机按照打印平台的运动方式分为下沉式和提拉式。其中提拉式光固化打印机每打印一层需要克服拔膜力，导致成功率差、离型膜寿命短且打印材料种类少；下沉式光固化打印机大多设备庞大笨重，需要配备激光测距仪，每打印一层就需要测量液面高度，然后通过电机进行微调，打印流程繁琐，容易造成电机失步，影响打印成功率；而且一台光学引擎对应一台打印机，或者用多个光学引擎拼接甚至是控制一个光学引擎运动来照射多次进行拼接，导致打印效率低下，拼接效果导致打印精度差。

发明内容

针对现有技术中下沉式光固化打印机存在设备庞大笨重、打印流程繁琐以及打印效率低下的问题，本发明提供一种下沉式光固化打印机设备，结构简单，操作方便，大幅度提高了下沉式打印机的打印速率，有助于实现批量化流水线式打印。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种下沉式光固化打印机设备，包括光学引擎单元、打印组件和机架；所述机架包括顶板和上基板；所述顶板在上基板的上方设置，所述光学引擎单元装配在顶板上，所述打印组件装配在上基板上，光学引擎单元照射方向朝向打印组件的打印区域；

所述打印组件包括打印盘、送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置；所述打印盘装配在上基板上，打印盘内设有若干通孔，其中送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置的上端分别对应通过若干通孔装配在打印盘的盘内，刮刀装置的上端在打印盘的盘内中心设置，送料缸机构和打印缸单元的上端在打印盘的盘内围绕刮刀装置的上端设置；送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置的下端分别设置驱动单元，且通过驱动单元分别实现送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置的上端在打印盘内的打印工作，其中光学引擎单元在顶板上对应装配在打印缸单元的上方设置，实现了对打印样品的固化作用。

优选的，还包括下基板，下基板上设有若干通孔，所述送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置的下端分别对应通过若干通孔装配在下基板内。

进一步的，刮刀装置包括刮刀、转动轴和驱动装置；所述刮刀在打印盘内设置，转动轴的一端通过打印盘连接至刮刀的连接端处，转动轴的另一端经下基板连接至驱动装置的驱动端上，其中转动轴分别与下基板和打印盘的连接处设置有轴承；所述刮刀的刮刀面与打印盘的盘面贴合设置，驱动装置驱动转动轴带动刮刀在打印盘内旋转运动。

更进一步的，驱动装置包括减速电机、第二联轴器和第二电机座；所述减速电机装配在第二电机座的安装端，减速电机的驱动端通过第二联轴器连接至转动轴上。

优选的，打印缸单元包括第一打印缸机构和第二打印缸机构，所述第一打印缸机构和第二打印缸机构的结构相同；所述第二打印缸机构包括打印缸、活塞板、滚珠丝杠、驱动装置和两组光轴；

所述打印缸的上端装配在打印盘的通孔内；活塞板在打印缸内设置，所述滚珠丝杠和两组光轴的一端通过打印缸的底端装配在活塞板上，滚珠丝杠和两组光轴的另一端装配在驱动装置上，其中滚珠丝杠在活塞板的中心位置，两组光轴分别装配在活塞板的两侧；驱动装置驱动滚珠丝杠带动活塞板在打印缸内做升降运动。

进一步的，两组所述光轴与打印缸底部之间设有法兰直线轴承，且两组光轴分别通过光轴座装配在驱动装置上，两组光轴座之间设有丝杆固定座，滚珠丝杠贯穿丝杆固定座与驱动装置的驱动端连接。

进一步的，驱动装置包括电机、第一联轴器和第一电机座；两组光轴座和丝杆固定座分别装配在第一电机座上，所述电机装配在第一电机座的安装端，电机的驱动端通过第一联轴器与滚珠丝杠连接。

进一步的，活塞板上设有轴承座凹槽，滚珠丝杠的顶部设有丝杆支撑座，滚珠丝杠通过丝杆支撑座装配在活塞板的轴承座凹槽上；活塞板与打印缸的缸壁之间设置有密封条。

进一步的，送料缸机构的结构与第二打印缸机构的结构相同。

进一步的，光学引擎单元包括第一光学引擎和第二光学引擎，所述第一光学引擎对应放置在第一打印缸机构的正上方；第二光学引擎对应放置在第二打印缸机构的正上方。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供了一种下沉式光固化打印机设备，通过在机架上装配光学引擎单元和打印组件，打印组件包括打印盘、送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置，通过送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置在打印盘上实现打印工作，其中光学引擎单元照射方向朝向打印组件的打印区域，对打印样品起到固化作用，打印缸单元中的打印缸组件的数量决定了打印机的打印效率，数量越多，效率越高，有利于批量化打印。

进一步的，送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置的下端分别对应通过若干通孔装配在下基板内，提高了对送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置下端的稳固性，避免下端驱动装置晃动影响上端的打印工作。

更进一步的，刮刀装置包括刮刀、转动轴和驱动装置，驱动装置驱动转动轴带动刮刀在打印盘内旋转运动，刮刀的刮刀面与打印盘的盘面贴合设置，保证了打印层厚的精度。

优选的进一步的，驱动装置包括减速电机、第二联轴器和第二电机座，减速电机装配在第二电机座的安装端，减速电机的驱动端通过第二联轴器连接至转动轴上，为转动轴提供转动驱动，保证了转动轴旋转的稳定性。

进一步的，打印缸机构的数量直接影响打印机的打印效率，数量越多，打印效率越高，打印缸机构的结构相同，便于批量制作，可同时打印不同的打印样品，各自工作，互不影响，效率提升。

更进一步的，两组光轴与打印缸底部之间设有法兰直线轴承，便于导向，两组光轴分别通过光轴座装配在驱动装置上，两组光轴座之间设有丝杆固定座，滚珠丝杠贯穿丝杆固定座与驱动装置的驱动端连接，提高了活塞板在打印缸内升降的稳定性。

更进一步的，电机装配在第一电机座的安装端，电机的驱动端通过第一联轴器与滚珠丝杠连接，有效的通过电机驱动滚珠丝杠带动活塞杆运动，保证了活塞杆在打印缸内的升降运动。

更进一步的，活塞板上设有轴承座凹槽，滚珠丝杠的顶部设有丝杆支撑座，滚珠丝杠通过丝杆支撑座装配在活塞板的轴承座凹槽上，提高了活塞板与滚珠丝杠之间连接的稳定性；活塞板与打印缸的缸壁之间设置有密封条，提高了活塞板与打印缸之间的密封性，保证活塞板运动时不会漏料。

更进一步的，送料缸机构的结构与第二打印缸机构的结构相同，便于批量加工制作。

更进一步的，光学引擎单元包括第一光学引擎和第二光学引擎，所述第一光学引擎对应放置在第一打印缸机构的正上方；第二光学引擎对应放置在第二打印缸机构的正上方，一个打印缸对应一个光学引擎，彼此之间互不影响，各自打印，提高了打印效率。

附图说明

图1为本发明的下沉式光固化打印机设备的立体结构示意图；

图2为本发明的下沉式光固化打印机设备的平面示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图2的B-B剖视图。

图中：1-第一光学引擎；2-第二光学引擎；3-上基板；4-打印盘；5-下基板；6-送料缸机构；7-刮刀装置；8-第一打印缸机构；9-第二打印缸机构；10-电机；11-第一联轴器；12-第一电机座；13-丝杆固定座；14-光轴；15-法兰直线轴承；16-活塞板；17-丝杆支撑座；18-密封条；19-滚珠丝杆；20-减速电机；21-轴承；22-转动轴；23-刮刀；24-机架；25-顶板；26-打印缸；27-第二联轴器；28-第二电机座。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明一个实施例中，提供了一种下沉式光固化打印机设备，结构简单，操作方便，结构简单，操作方便，大幅度提高了下沉式打印机的打印速率，有助于实现批量化流水线式打印。

具体的，该下沉式光固化打印机设备，参见图1和图2，包括光学引擎单元、打印组件和机架22；所述机架22包括顶板25和上基板3；所述顶板25在上基板3的上方设置，所述光学引擎单元装配在顶板25上，所述打印组件装配在上基板3上，光学引擎单元照射方向朝向打印组件的打印区域；

打印组件包括打印盘4、送料缸机构6、打印缸单元和刮刀装置7；所述打印盘4装配在上基板3上，打印盘4内设有若干通孔，其中送料缸机构6、打印缸单元和刮刀装置7的上端分别对应通过若干通孔装配在打印盘4的盘内，刮刀装置7的上端在打印盘4的盘内中心设置，送料缸机构6和打印缸单元的上端在打印盘4的盘内围绕刮刀装置7的上端设置；送料缸机构6、打印缸单元和刮刀装置7的下端分别设置驱动单元，且通过驱动单元分别实现送料缸机构6、打印缸单元和刮刀装置7的上端在打印盘4内的打印工作，其中光学引擎单元在顶板25上对应装配在打印缸单元的上方设置，实现了对打印样品的固化作用。

本发明中送料缸机构6与打印缸单元在打印盘4内呈圆周均匀布置在刮刀装置7的周围。

具体的，还包括下基板5，下基板5上设有若干通孔，所述送料缸机构6、打印缸单元和刮刀装置7的下端分别对应通过若干通孔装配在下基板5内。

具体的，参见图4，刮刀装置7包括刮刀23、转动轴22和驱动装置；所述刮刀23在打印盘4内设置，转动轴22的一端通过打印盘4连接至刮刀23的连接端处，转动轴22的另一端经下基板5连接至驱动装置的驱动端上，其中转动轴22分别与下基板5和打印盘4的连接处设置有轴承21，保证旋转的稳定性，所述刮刀23的刮刀面与打印盘4的盘面贴合设置，不留间隙，驱动装置驱动转动轴22带动刮刀23在打印盘4内旋转运动。

其中，驱动装置包括减速电机20、第二联轴器27和第二电机座28；第二电机座28装配在下基板5上，所述减速电机20装配在第二电机座28的安装端，减速电机20的驱动端通过第二联轴器27连接至转动轴22上。

具体的，打印缸单元包括第一打印缸机构8和第二打印缸机构9，所述第一打印缸机构8和第二打印缸机构9的结构相同；所述第二打印缸机构9包括打印缸26、活塞板16、滚珠丝杠19、驱动装置和两组光轴14，由图3所示；

所述打印缸26的上端装配在打印盘4的通孔内；活塞板16在打印缸26内设置，所述滚珠丝杠19和两组光轴14的一端通过打印缸26的底端装配在活塞板16上，滚珠丝杠19和两组光轴14的另一端装配在驱动装置上，其中滚珠丝杠19在活塞板16的中心位置，两组光轴14分别装配在活塞板16的两侧；驱动装置驱动滚珠丝杠19带动活塞板16在打印缸26内做升降运动。

其中，两组光轴14与打印缸26底部之间设有法兰直线轴承15，且两组光轴14分别通过光轴座装配在驱动装置上，两组光轴座之间设有丝杆固定座13，滚珠丝杠19贯穿丝杆固定座13与驱动装置的驱动端连接。

驱动装置包括电机10、第一联轴器11和第一电机座12；第一电机座12装配在下基板5上，两组光轴座和丝杆固定座13分别装配在第一电机座12上，所述电机10装配在第一电机座12的安装端，电机10的驱动端通过第一联轴器11与滚珠丝杠19连接。

活塞板16上设有轴承座凹槽，滚珠丝杠19的顶部设有丝杆支撑座17，滚珠丝杠19通过丝杆支撑座17装配在活塞板16的轴承座凹槽上；活塞板16与打印缸26的缸壁之间设置有密封条18，保证活塞板运动时不会漏料。

送料缸机构6的结构与第二打印缸机构9的结构相同。

光学引擎单元包括第一光学引擎1和第二光学引擎2，所述第一光学引擎1对应放置在第一打印缸机构8的正上方；第二光学引擎2对应放置在第二打印缸机构9的正上方。

本发明中通过提高打印缸的数量可以很高效成倍的提高打印效率。(比如说一个打印缸正在下降，等待刮刀23往打印缸里刮料，一个打印缸已经填满料，准备通过光学引擎照射固化。刮刀23一直以一个恒定的速率不间断的旋转刮料。只需要匹配刮刀23、送料缸活塞、打印缸活塞以及光学引擎照射之间的速率，即可实现不间断打印，所有机构一直在运动。类似于发动机的4个冲程，不管是3缸、4缸、6缸、8缸等，都能匹配一个合适的速率，使他们不间断的提供动力)，因此本发明中打印缸的数量直接影响打印机的打印效率，数量越多，打印效率越高。

本发明中一种下沉式光固化打印机设备的工作原理如下：

减速电机20驱动转动轴22带动刮刀23在打印盘4中做旋转运动，进行刮料动作；第一打印缸机构8、第二打印缸机构9和送料缸机构6通过电机10驱动滚珠丝杆19分别带动活塞板16在打印缸中升降运动。

打印时送料缸中的活塞板上升一定高度对打印盘4内进行送料，同时刮刀开始从送料缸处旋转刮料，打印缸中的活塞板依次下降一个层厚，由刮刀刮过来的浆料填满，送料缸内活塞板上升的高度由打印缸的数量决定，打印缸越多，上升的越多。

填满后的打印缸所对应的光学引擎开始依次照射固化；匹配刮刀的旋转速度与光学引擎照射时间，就可以满足打印机多个打印缸的连续不间断打印，实现批量生产。

综上所述，本发明提供了一种下沉式光固化打印机设备，通过在机架上装配光学引擎单元和打印组件，打印组件包括打印盘、送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置，通过送料缸机构、打印缸单元和刮刀装置在打印盘上实现打印工作，其中光学引擎单元照射方向朝向打印组件的打印区域，对打印样品起到固化作用，打印缸单元中的打印缸组件的数量决定了打印机的打印效率，数量越多，效率越高，有利于批量化打印。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种下沉式光固化打印机设备，其特征在于，包括光学引擎单元、打印组件和机架(22)；所述机架(22)包括顶板(25)和上基板(3)；所述顶板(25)在上基板(3)的上方设置，所述光学引擎单元装配在顶板(25)上，所述打印组件装配在上基板(3)上，光学引擎单元照射方向朝向打印组件的打印区域；

所述打印组件包括打印盘(4)、送料缸机构(6)、打印缸单元和刮刀装置(7)；所述打印盘(4)装配在上基板(3)上，打印盘(4)内设有若干通孔，其中送料缸机构(6)、打印缸单元和刮刀装置(7)的上端分别对应通过若干通孔装配在打印盘(4)的盘内，刮刀装置(7)的上端在打印盘(4)的盘内中心设置，送料缸机构(6)和打印缸单元的上端在打印盘(4)的盘内围绕刮刀装置(7)的上端设置；送料缸机构(6)、打印缸单元和刮刀装置(7)的下端分别设置驱动单元，且通过驱动单元分别实现送料缸机构(6)、打印缸单元和刮刀装置(7)的上端在打印盘(4)内的打印工作，其中光学引擎单元在顶板(25)上对应装配在打印缸单元的上方设置，实现了对打印样品的固化作用。

2.根据权利要求1所述的一种下沉式光固化打印机设备，其特征在于，还包括下基板(5)，下基板(5)上设有若干通孔，所述送料缸机构(6)、打印缸单元和刮刀装置(7)的下端分别对应通过若干通孔装配在下基板(5)内。

3.根据权利要求2所述的一种下沉式光固化打印机设备，其特征在于，所述刮刀装置(7)包括刮刀(23)、转动轴(22)和驱动装置；所述刮刀(23)在打印盘(4)内设置，转动轴(22)的一端通过打印盘(4)连接至刮刀(23)的连接端处，转动轴(22)的另一端经下基板(5)连接至驱动装置的驱动端上，其中转动轴(22)分别与下基板(5)和打印盘(4)的连接处设置有轴承(21)；所述刮刀(23)的刮刀面与打印盘(4)的盘面贴合设置，驱动装置驱动转动轴(22)带动刮刀(23)在打印盘(4)内旋转运动。

4.根据权利要求3所述的一种下沉式光固化打印机设备，其特征在于，所述驱动装置包括减速电机(20)、第二联轴器(27)和第二电机座(28)；所述减速电机(20)装配在第二电机座(28)的安装端，减速电机(20)的驱动端通过第二联轴器(27)连接至转动轴(22)上。

5.根据权利要求1所述的一种下沉式光固化打印机设备，其特征在于，所述打印缸单元包括第一打印缸机构(8)和第二打印缸机构(9)，所述第一打印缸机构(8)和第二打印缸机构(9)的结构相同；所述第二打印缸机构(9)包括打印缸(26)、活塞板(16)、滚珠丝杠(19)、驱动装置和两组光轴(14)；

所述打印缸(26)的上端装配在打印盘(4)的通孔内；活塞板(16)在打印缸(26)内设置，所述滚珠丝杠(19)和两组光轴(14)的一端通过打印缸(26)的底端装配在活塞板(16)上，滚珠丝杠(19)和两组光轴(14)的另一端装配在驱动装置上，其中滚珠丝杠(19)在活塞板(16)的中心位置，两组光轴(14)分别装配在活塞板(16)的两侧；驱动装置驱动滚珠丝杠(19)带动活塞板(16)在打印缸(26)内做升降运动。

6.根据权利要求5所述的一种下沉式光固化打印机设备，其特征在于，两组所述光轴(14)与打印缸(26)底部之间设有法兰直线轴承(15)，且两组光轴(14)分别通过光轴座装配在驱动装置上，两组光轴座之间设有丝杆固定座(13)，滚珠丝杠(19)贯穿丝杆固定座(13)与驱动装置的驱动端连接。

7.根据权利要求5所述的一种下沉式光固化打印机设备，其特征在于，所述驱动装置包括电机(10)、第一联轴器(11)和第一电机座(12)；两组光轴座和丝杆固定座(13)分别装配在第一电机座(12)上，所述电机(10)装配在第一电机座(12)的安装端，电机(10)的驱动端通过第一联轴器(11)与滚珠丝杠(19)连接。

8.根据权利要求5所述的一种下沉式光固化打印机设备，其特征在于，所述活塞板(16)上设有轴承座凹槽，滚珠丝杠(19)的顶部设有丝杆支撑座(17)，滚珠丝杠(19)通过丝杆支撑座(17)装配在活塞板(16)的轴承座凹槽上；活塞板(16)与打印缸(26)的缸壁之间设置有密封条(18)。

9.根据权利要求5所述的一种下沉式光固化打印机设备，其特征在于，所述送料缸机构(6)的结构与第二打印缸机构(9)的结构相同。

10.根据权利要求5所述的一种下沉式光固化打印机设备，其特征在于，所述光学引擎单元包括第一光学引擎(1)和第二光学引擎(2)，所述第一光学引擎(1)对应放置在第一打印缸机构(8)的正上方；第二光学引擎(2)对应放置在第二打印缸机构(9)的正上方。

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