CN115625887A - 三维打印设备、三维打印方法及寻零控制方法 - Google Patents

三维打印设备、三维打印方法及寻零控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及三维成型设备技术领域,尤其涉及一种三维打印设备、三维打印方法及三维打印设备的寻零控制方法。三维打印设备包括机架、料盘、光照机构、成型平台和自动补液机构,其中机架包括基板;料盘设于基板上,用于盛放打印材料,料盘上限定有依次连通的主槽、通道和副槽;光照机构位于料盘的下方以向料盘投光;成型平台用于逐层粘附主槽内的打印材料,以得到打印件;自动补液机构包括截流组件,截流组件用于封堵或打开通道,以使得副槽中的打印材料通过通道流入主槽。自动补液结构无需额外的液体泵和输送管路,可以避免相关技术中添加后在液体泵和输送管路中残留光敏树脂所带来的风险,也具有提高作业效率,减少人力成本等有益效果。

Description

三维打印设备、三维打印方法及寻零控制方法
技术领域
本申请涉及三维成型设备技术领域,尤其涉及一种三维打印设备、三维打印方法及三维打印设备的寻零控制方法。
背景技术
3D打印技术是根据物体的三维模型数据,通过3D打印设备以逐层叠加的方式制造三维实体。3D打印技术可以克服目前传统机械加工无法实现的特殊结构障碍,实现任意复杂结构部件的简单化生产。现有光固化打印技术分为激光立体印刷技术SLA(激光点光源固化)、DLP(投影仪面光源固化)和LCD(液晶面光固化)三种。LCD光固化三维打印设备采用的是光源向底部透光的料盘投射光,使得成型平台和料盘底部之间的可光固化材料发生聚合反应,得到固化片材,固化片材粘接在成型平台上,通过使成型平台远离料盘底部,同时使光源间断或不间断地向料盘底部投射光源,逐层固化,堆叠的固化片材最终成型三维的固态打印件。
目前市面上绝大部分光固化打印机树脂都是手动倒在树脂盒内的,当打印较大的模型时经常会出现树脂不够的情况,导致模型打印失败。为此提出光固化树脂自动送料机构。一些光固化三维打印设备添加光敏树脂系统主要是靠液体泵将光敏树脂从光敏树脂瓶中抽到光敏树脂池,但是此结构光敏树脂需要通过液体泵输入管、泵体、液体泵输出管三个零件,当光敏树脂添加后,液体泵输入管、泵体、液体泵输出管中都会残留光敏树脂,残留的光敏树脂会存在两种风险:一方面,光敏树脂固化在液体泵输入管,泵体,液体泵输出管,造成堵塞或损坏自动补液系统;另一方面,残留在液体泵输入管、泵体、液体泵输出管中的光敏树脂如果没有固化,当下一次更换光敏树脂种类打印时,残留光敏树脂会对新添加的光敏树脂造成一定污染,影响打印效果,存在很大的打印风险。
发明内容
本申请的目的包括提供一种三维打印设备、三维打印方法和三维打印设备的寻零控制方法,其能够实现自动补液,有利于提高效率、减少人力成本。
本申请的实施例可以这样实现:
第一方面,本申请提供一种三维打印设备,其包括机架、料盘、光照机构、成型平台和自动补液机构,其中机架包括基板;料盘设于基板上,用于盛放打印材料,料盘上限定有依次连通的主槽、通道和副槽;光照机构位于料盘的下方以向料盘投光;成型平台用于逐层粘附主槽内的打印材料,以得到打印件;自动补液机构包括截流组件,截流组件用于封堵或打开通道,以使得副槽中的打印材料通过通道流入主槽。
在可选的实施方式中,平台机构包括成型平台、平台固定架和锁紧机构,锁紧机构包括:
锁止件,具有抵接端;
传动组件,一端与平台固定架活动连接,另一端与锁止件活动连接,并包括至少两个互相铰接的传动件,其中,两个传动件之间具有第一铰接轴,第一铰接轴具有锁止位;
其中,传动组件配置为在第一铰接轴位于锁止位时,抵接端将成型平台抵持于平台固定架上,且成型平台向锁止件施加使第一铰接轴保持于锁止位的力。
在可选的实施方式中,机架包括卡合件;料盘可拆卸地设于机架上,料盘上设有卡合组件,卡合件与卡合组件卡接连接,卡合组件具有互相连通的安装腔和容纳槽,容纳槽内设有可活动的锁止部,卡合件上设有与锁止部配合的限位槽,在料盘安装于机架上时,卡合件位于安装腔中,锁止部的部分卡设于限位槽中,其中,锁止部配置为可朝向远离限位槽的方向缩回容纳槽。
在可选的实施方式中,料盘包括料盘框,料盘框中设有离型膜,离型膜包括离型膜本体和与离型膜本体连接的离型膜标识,料盘框限定出主槽和副槽,离型膜本体嵌设于主槽中,离型膜标识嵌设于副槽中,机架上设有离型膜读取器,离型膜标识与离型膜读取器相对设置。
在可选的实施方式中,三维打印设备还包括屏幕机构,屏幕机构包括屏幕组件;
机架限定出容纳腔和与容纳腔连通的贯通开口;屏幕组件设于机架上,屏幕组件通过第一连接线与第一接头电性连接,第一接头位于容纳腔中;
三维打印设备还包括:
控制机构,控制机构设于容纳腔中,控制机构通过第二连接线与第二接头电性连接,第二接头与第一接头插接;
支撑件,支撑件可活动地设于机架上,支撑件的部分经由贯通开口处伸入容纳腔中以支撑第二接头,支撑件配置为可朝向远离容纳腔的方向移动。
第二方面,本申请提供一种三维打印方法,应用于上述三维打印设备,该三维打印方法包括自动补液步骤,自动补液步骤包括:获取主槽内打印材料的液位信息;对液位信息与预设液位信息比较,生成比较结果;依据比较结果控制截流组件封堵或打开通道。
第三方面,本申请提供了一种三维打印设备的寻零控制方法,应用于上述三维打印设备中;光照机构包括光源和曝光装置;方法包括:
在三维打印设备的平台机构和三维打印设备的曝光装置处于贴合状态的情况下,控制三维打印设备的曝光装置进行曝光以形成初始打印层;其中,平台机构和曝光装置中的至少一个为浮动组件;
控制平台机构移动至预设位置,且控制曝光装置进行曝光以形成当前打印层,并完成当前轮次的打印动作;预设位置为根据当前的打印层数确定;
执行下一轮次的打印动作直至发生预设事件。
本申请实施例的有益效果包括:
本申请提供的三维打印设备设置有自动补液机构,自动补液机构包括截流组件,截流组件可以根据外部的控制指令动作,封堵或打开料盘的副槽和主槽之间的通道,从而使得副槽的树脂能够根据需求确定是否流入主槽中。自动补液结构无需额外的液体泵和输送管路,可以避免相关技术中添加后在液体泵和输送管路中残留光敏树脂所带来的风险。本申请提供的三维打印设备还能够实现上述的三维打印方法,因此也具有提高作业效率,减少人力成本等有益效果。
本申请提供的三维打印方法包括自动补液步骤,该自动补液步骤可以通过主槽内的打印材料的液位信息来控制截流组件封堵或打开通道,可以自动化地实现对主槽内打印材料的添加补充,提高了作业效率,减少了人力成本。
本申请提供的三维打印设备的寻零控制方法,采用了在三维打印设备的成型平台和三维打印设备的曝光装置处于贴合状态的情况下,控制上述三维打印设备的曝光装置进行曝光以形成初始打印层;控制上述成型平台移动至预设位置,且控制上述曝光装置进行曝光以形成当前打印层,并完成当前轮次的打印动作;上述预设位置为根据当前的打印层数确定;执行下一轮次的打印动作直至发生预设事件的方法。由于在上述方法中,如果成型平台和曝光装置不平,则可以先让两者处于贴合状态,并进行首次打印,然后控制成型平台移动,进行一或多个轮次的打印,从而可以在成型平台和曝光装置不平的情况下,通过多次打印进行调整,使得成型平台的成型面与曝光装置最终保持平行,解决了由于3D打印机的成型平台和料盘、曝光装置间的不平行导致打印失败的技术问题。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的三维打印设备的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘的部分结构示意图;
图3为图2中A部分的局部放大图;
图4为本申请实施例提供的三维打印设备中自动补液机构与料盘配合的爆炸结构图;
图5为本申请实施例提供的三维打印设备中自动补液机构与料盘配合的立体结构示意图;
图6为本申请实施例提供的三维打印设备中自动补液机构、基板和料盘相互配合的立体结构示意图;
图7为本申请实施例提供的三维打印设备中截流组件与料盘配合的立体结构示意图;
图8为本申请实施例提供的三维打印设备中截流组件的部分结构封堵料盘的通道状态下的立体结构示意图;
图9为本申请实施例提供的三维打印设备中截流组件的部分结构打开料盘的通道状态下的立体结构示意图;
图10为本申请实施例提供的三维打印设备中截流组件的爆炸结构图;
图11为本申请实施例提供的三维打印设备中截流组件的立体结构示意图;
图12为本申请实施例提供的三维打印设备中截流组件的内部结构示意图;
图13为本申请实施例提供的三维打印设备中料瓶处于待命位置时加液组件、基板和料盘相互配合的立体结构示意图;
图14为图13中B部分的局部放大图;
图15为本申请实施例提供的三维打印设备中料瓶处于待命位置时加液组件、基板和料盘相互配合的结构剖视图;
图16为本申请实施例提供的三维打印设备中料瓶处于工作位置时加液组件、基板和料盘相互配合的立体结构示意图;
图17为本申请实施例提供的三维打印设备中料瓶处于工作位置时加液组件、基板和料盘相互配合的结构剖视图一;
图18为本申请实施例提供的三维打印设备中料瓶与托架相互配合的立体结构示意图一;
图19为本申请实施例提供的三维打印设备中料瓶与托架的爆炸结构图一;
图20为本申请实施例提供的三维打印设备中料瓶的立体结构示意图;
图21为本申请实施例提供的三维打印设备中托架的立体结构示意图
图22为本申请实施例提供的三维打印设备中料瓶与托架相互配合的立体结构示意图二;
图23为本申请实施例提供的三维打印设备中料瓶与托架的爆炸结构图一;
图24为本申请实施例提供的三维打印设备中托架与基板相互配合的立体结构示意图;
图25为图24中C部分的局部放大图;
图26为本申请实施例提供的三维打印设备中料瓶处于工作位置时加液组件、基板和料盘相互配合的结构剖视图二;
图27为本申请实施例提供的三维打印设备中部分结构的俯视图;
图28为图27中的A-A剖视图;
图29为本申请实施例提供的三维打印设备中部分结构的爆炸结构图;
图30为本申请实施例提供的三维打印设备中罩壳的立体结构图;
图31为本申请实施例提供的三维打印设备中罩壳的俯视图;
图32为本申请实施例提供的三维打印设备中罩壳的剖视图;
图33为本申请实施例提供的三维打印设备中的部分结构示意图,其中,平台组件在锁止位;
图34为本申请实施例提供的一种平台组件的部分立体结构示意图;
图35为本申请实施例提供的一种三维打印设备的另一部分结构示意图,其中,平台组件在解锁位;
图36为本申请实施例提供的一种三维打印设备的部分爆炸结构示意图;
图37为本申请实施例提供的一种平台组件的部分侧面结构示意图;
图38为本申请实施例提供的一种平台组件中B-B处的截面结构示意图;
图39为本申请实施例提供的一种平台组件中调节架的截面结构示意图;
图40为本申请实施例提供的一种平台组件中缓冲件的立体结构示意图;
图41为本申请实施例提供的一种平台组件中缓冲件的侧面结构示意图;
图42为本申请实施例提供的一种平台组件中成型平台的立体结构示意图;
图43为本申请实施例提供的一种平台组件中平台本体的俯视图;
图44为本申请实施例提供的一种锁紧机构与成型平台及平台固定架装配后位于锁止位时的侧面结构示意图;
图45为本申请实施例提供的一种锁紧机构与成型平台及平台固定架装配后位于解锁位时的侧面结构示意图;
图46为本申请实施例提供的一种锁紧机构在锁止位时的立体结构示意图;
图47为本申请实施例提供的一种锁紧机构在解锁位时的立体结构示意图;
图48为本申请实施例提供的一种锁紧机构中驱动件的立体结构示意图;
图49为本申请实施例提供的一种锁紧机构中安装架的立体结构示意图;
图50为本申请实施例提供的三维打印设备中锁紧机构与成型平台及平台固定架装配后位于锁止位时的侧面的另一结构示意图;
图51为本申请实施例提供的三维打印设备中锁紧机构与成型平台及平台固定架装配后位于解锁位时的侧面的另一结构示意图;
图52为本申请实施例提供的三维打印设备的局部结构立体图;
图53为本申请实施例提供的三维打印设备的局部结构剖视图;
图54为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘的卡合组件和机架的卡合件的立体图;
图55为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘的卡合组件和机架的卡合件锁紧状态的剖视图;
图56为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘的卡合组件和机架的卡合件解锁状态的剖视图;
图57为图56中D处的局部放大图;
图58为图6中E处的局部放大图;
图59为本申请实施例提供的三维打印设备中卡合组件和卡合件锁紧的过程示意图;
图60为本申请实施例提供的三维打印设备中卡合组件和卡合件解锁的过程示意图;
图61为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘的爆炸结构图;
图62为图1中F处的局部放大图;
图63为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘的另一个角度的爆炸结构图;
图64为图63中G处的局部放大图;
图65为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘的局部剖视图一;
图66为图65中H处的局部放大图;
图67为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘的局部剖视图二;
图68为图67中I处的局部放大图;
图69为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘的局部剖视图三;
图70为图69中J处的局部放大图;
图71为本申请实施例提供的三维打印设备中局部结构的爆炸图;
图72为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘局部结构的立体图;
图73为本申请实施例提供的三维打印设备中局部结构立体图;
图74为本申请实施例提供的三维打印设备中局部结构的爆炸图;
图75为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘局部结构的仰视图;
图76为本申请实施例提供的三维打印设备中料盘局部结构的爆炸图;
图77为图76中K处的局部放大图;
图78为图76中L处的局部放大图。
图79为本申请实施例提供的三维打印设备中部分结构的爆炸图;
图80为图79中M处的局部放大图;
图81为本申请实施例提供的三维打印设备中屏幕机构的一个角度的立体图;
图82为本申请实施例提供的三维打印设备中屏幕机构的另一个角度的立体图;
图83为本申请实施例提供的三维打印设备中屏幕机构又一个角度的立体图;
图84为图83中C-C处的剖视图;
图85为图84中N处的局部放大图;
图86为图84中O处的局部放大图;
图87为本申请实施例提供的三维打印设备中控制机构的连接关系图;
图88为本申请实施例提供的三维打印方法的流程框图;
图89为本申请实施例提供的三维打印方法中自动补液步骤的流程框图;
图90是根据本申请实施例的一种可选的三维打印设备的控制方法的流程图;
图91是根据本申请实施例的一种可选的三维打印设备的控制方法的成型平台和屏幕示意图;
图92是根据本申请实施例的一种可选的三维打印设备的控制方法的屏幕与水平面的角度可变化示意图;
图93是根据本申请实施例的一种可选的三维打印设备的控制方法的成型平台与水平面的角度可变化示意图;
图94是根据本申请实施例的另一种可选的三维打印设备的控制方法的流程图;
图95是根据本申请实施例的一种可选的三维打印设备的控制方法的三维打印设备的仰视图;
图96是根据本申请实施例的一种可选的三维打印设备的控制方法的多层打印件示意图。
附图标记:
图97为本申请实施例提供的一种平台组件的立体结构示意图;
图98为本申请实施例提供的一种平台组件的立体结构示意图;
图99为本申请实施例提供的三维打印设备中屏幕机构及机架的立体图;
图100为图99中D-D处的剖视图;
图101为图100中P处的局部放大图;
图102本申请实施例提供的屏幕机构中支撑件的立体图;
100、机架;101、插接孔;102、插接面;103、避让面;
110、基板;111、贯通开口;112、第二吸附件;113、导向槽;114、固定架;
120、卡合件;121、限位槽;
130、第二加热接头;
140、第一座体;
150、第二检测接头;
160、安装板;
170、第一磁力件;
180、复位件;
190、压力传感器;
200、料盘;
210、料盘框;211、主槽;212、通道;213、副槽;214、凸起线条;215、卡合槽;216、固定槽;217、第一加热接头;218、限位凹槽;219、第二磁吸件;
220、第二座体;
230、离型膜读取器;
240、固定座;241、第二限位凸起;242、第一磁吸件;
250、卡合组件;251、安装腔;2511、第二限位部;2512、第二滑移槽;252、容纳槽;253、锁止部;254、第一壳体;2541、第一滑移槽;255、第一滑移件;2551、第一导向部;2552、定位槽;2553、把手部;2554、导向壁;256、第二滑移件;2561、第一限位部;2562、第二导向部;257、弹性件;258、弹力件;259、第二壳体; 2591、避空槽;2592、安装空间;
270、离型膜组件;271、固定架组件;2711、第一固定架;27111、第二限位孔;27112、第一凹槽;2712、第二固定架;27121、限位柱;27122、支撑柱;27123、凸条;27124、挡边;272、离型膜;2721、离型膜本体;2722、装配孔;2723、离型膜标识;
280、紧固件
300、光照机构;
310、罩壳;311、底板;312、侧壁;
320、发光组件;
330、散热组件;331、风机;332、进风口;333、出风口;334、导流件;3341、导流面;335、换热器;3351、蒸发段;3352、冷凝段;3353、连接管路;
340、过滤件;
400、平台机构;
410、成型平台;411、第四连接件;4111、搭接部;4112、连接部;412、平台本体;4121、成型面;
420、平台固定架;421、主体部;422、挂接部;4221、挂接面;4222、抵接面;423、限定部;
430、锁紧机构;431、锁止件;4311、抵接端;432、传动组件;4321、第一铰接轴;4322、第一传动件;4323、第二传动件;4324、第二铰接轴;4325、第三铰接轴;433、施力件;434、限位件;4341、第三限位板;4342、定位孔;4343、锁止腔;4344、连接杆;4345、装配部;43451、第一装配位;43452、第二装配位;43453、第四铰接轴;435、安装架;4351、吊耳;4352、延伸部;4353、安装面;
440、调平组件;441、调节架;4411、盒体;4412、盖体;442、角度组件;4421、万向球;443、限位机构;4431、缓冲件;44311、抵接壁;4432、控制件;444、调节腔;4441、第一限位腔;4442、第二限位腔;445、贯穿开口;446、第三连接件;447、第一限位孔;
450、成型孔组;4501、成型孔;
500、自动补液机构;
510、截流组件;511、驱动件;512、推杆;513、封堵件;5131、封堵部;5132、套筒;5133、限位凹部;514、触发件;515、第一感测器;516、第二感测器;517、电路板;518、外壳;519、石墨铜套;520、第一连接件;521、第二连接件;523、第一限位凸起;
530、检测组件;531、第一检测接头;
540、加液组件;541、托架;5411、托板;5412、限位板;54121、第一限位板;54122、第二限位板;5413、容纳部;5414、固定孔;5415、竖直间隙;5416、肋条;54161、导向段;54162、限位段;5417、第一凸起;5418、镂空部;5419、承托部;542、料瓶;5421、瓶身;5422、瓶口;5423、凹陷部;5424、单向阀;543、称重传感器; 544、连接块;545、支撑架;546、顶杆;547、第三感测器;548、料瓶读取器;
600、控制机构;
700、屏幕机构;
710、屏幕组件;711、屏幕;712、安装支架;7121、第一吸附件;7122、导向柱;713、菲涅尔屏;714、玻璃盖板;
720、支撑件;721、封盖部;7211、第二磁力件;722、安装部;7221、安装孔;723、插接扣723;7231、插接部7231;7232、插接凸起7232
730、第一接头;731、第一配合部;732、插针;
800、平台驱动机构;
900、打印材料;
I、锁止位;II、解锁位;III、中心面;IV、预设路径;
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例中的特征可以相互结合。
3D打印技术是根据物体的三维模型数据,通过三维打印设备以逐层叠加的方式制造三维实体。3D打印技术可以克服目前传统机械加工无法实现的特殊结构障碍,实现任意复杂结构部件的简单化生产。现有的3D打印技术包括激光立体印刷(SLA)、数字光处理成型(DLP)和液晶显示技术(LCD)、熔融沉积成型(FDM)、选择性激光烧结(SLS) 等。
在一些相关技术中,三维打印设备添加光敏树脂系统主要是靠液体泵将光敏树脂从光敏树脂瓶中抽到光敏树脂池,但是此结构系统中光敏树脂需要通过液体泵输入管、泵体、液体泵输出管等结构,当光敏树脂添加后,液体泵输入管、泵体、液体泵输出管中都会残留光敏树脂,残留的光敏树脂会至少存在以下两种风险:
(1)光敏树脂固化在液体泵输入管,泵体,液体泵输出管,造成堵塞或损坏自动补液系统;
(2)残留在液体泵输入管、泵体、液体泵输出管中的光敏树脂如果没有固化,当下一次更换光敏树脂种类打印时,残留光敏树脂会对新添加的光敏树脂造成一定污染,影响打印效果,存在很大的打印风险。
在一些相关技术中,三维打印设备添加光敏树脂系统通过重力作用,将储料装置倒挂在料盘上加液,存在如下问题:
(1)当储料装置中的打印材料随着使用而减少后,其向料盘中加料的速度会逐步发生变化,不能稳定的控制其加料的流速;
(2)时时加液,树脂流动,导致曝光固化时不稳定,造成打印缺陷或者打印失败;
(3)加材料过多,打印中的阻力变大,甚至打印材料溢出,损坏打印机。
(4)打印材料在料盘中的液位较高,消耗该打印材料需要经过较长时间的打印,从而使得部分打印材料在被打印而消耗掉之前有较长时间和几率与外界光线接触,在一定程度上会更容易发生不必要的固化、变质,从而在料盘的打印材料中产生残渣,进而影响打印质量。
为了改善上述相关技术中的至少一个缺陷,本申请实施例提供一种三维打印设备和三维打印方法,其能够实现自动补液,并可以保持低液位,有利于提高效率、减少人力成本。为了方便理解本申请实施例提供的三维打印方法,下面首先对本申请实施例提供的三维打印设备进行介绍。
如图1-3所示,本申请实施例的三维打印设备的主要结构包括机架100、料盘200、光照机构300、成型平台410 和平台驱动机构800。其中机架100包括基板110;料盘200设于基板110上,料盘200用于盛放打印材料,料盘200上限定有依次连通的主槽211、通道212和副槽213;光照机构300位于料盘200的下方以向料盘200投光;平台驱动机构 800可用于驱动成型平台410移动,成型平台410用于逐层粘附主槽211内的打印材料,以得到打印件。本实施例中,三维打印设备的各机构互相配合,以将打印材料成型为所需要的打印件。
具体地,成型平台410可具有成型面4121,成型面4121用于供打印件附着,成型平台410在靠近或远离基板110 的路径上往复移动。成型平台410的成型面4121通常为成型平台410的朝向基板110一侧的表面,以实现与基板110的板面相对。在打印过程中,打印件可逐层固化在成型面4121上,并且随着打印件的逐层形成,成型平台410逐渐升高。基板110可具有透光区域,料盘200的主槽211可放置于该透光区域处,且料盘200的对应透光区域部分的材质可以为透明材质,料盘200的主槽211用于承载打印材料,光照机构300可对应透光区域而设置在基板110的下方,料盘 200和成型平台410相应地位于基板110的上方,光照机构300可发出光线束,光线束穿过基板110的透明区域后至料盘200的主槽211内,能够使得主槽211内的打印材料固化。在进行3D打印时,成型平台410逐渐靠近料盘200并使得成型面4121浸没在料盘200的主槽211所承载的打印材料中,光照机构300的光线经过透光区域后照射到主槽211内,使得位于主槽211的底部与成型面之间的打印材料固化,并固化于成型平台410的成型面上,或者固化于已经固化在成型面上的前一层打印材料上。
参考附图4-9所示,在一种实施方式中,三维打印设备包括自动补液机构500,该自动补液机构500包括截流组件 510,截流组件510用于封堵或打开通道212,以使得副槽213中的打印材料通过通道212流入主槽211。其中,截流组件510的形式包括但不限于电动推杆、电动挡片和闸阀中的至少一种。在工作过程中,副槽213中可常备用于向主槽 211中补充的打印材料,在主槽211内的打印材料的液位较高或者暂不需要向主槽211内加入打印材料时,通过控制截流组件510封堵住料盘200的副槽213和主槽211之间的通道212,可以避免副槽213的打印材料流向主槽211中;反之在液位较低或者需要向主槽211内加入打印材料时,则可以控制截流组件510打开料盘200的副槽213和主槽211之间的通道212,副槽213中的打印材料可以流向主槽211中,从而实现对主槽211的加液功能。优选地,料盘200的副槽213的槽底要高于主槽211的槽底,以使得截流组件510打开通道212后,副槽213中的打印材料可以在重力作用下自流至主槽211中;最优选地,料盘200的副槽213的槽底要高于主槽211中正常工作下的打印材料的液面,以使得截流组件510打开通道212后,副槽213中的打印材料可以在重力作用下自流至主槽211中,并且可以防止主槽211中的打印材料反向进入到副槽213中,污染副槽213内的打印材料。本实施方式中的自动补液结构无需额外的液体泵和输送管路即可完成对料盘200主槽211中打印材料的补充,可以避免相关技术中添加打印材料后在液体泵和输送管路中残留光敏树脂所带来的风险。本实施方式可以通过截流组件根据需要在相应的节点打开通道向主槽中进行加液,相较于直接将储料装置倒挂在料盘上进行加液的方式,无需时时加液,从而避免打印材料连续流动导致曝光固化时不稳定的问题,而且也可以避免添加打印材料过多,使得打印中的阻力变大,影响打印质量,甚至打印材料溢出,损坏三维打印设备的问题。
在一种实施方式中,自动补液机构500还包括检测组件530,检测组件530用于获取主槽211内打印材料的液位信息,截流组件510根据该液位信息封堵或打开通道212。在三维打印设备工作过程中,检测组件530获取到当前主槽 211内的打印材料的液位信息,在液位较高时,控制截流组件510封堵住料盘200的副槽213和主槽211之间的通道212,副槽213的打印材料无法流向主槽211中;反之在检测组件530获取到当前主槽211内的打印材料的液位信息对应的液位较低时,则控制截流组件510打开料盘200的副槽213和主槽211之间的通道212,副槽213中的打印材料流向主槽 211,实现对主槽211的加液。本实施方式中检测组件530的设置,可以根据主槽211内的打印材料的液位信息来控制截流组件510封堵或打开通道212,可以自动化地实现对主槽211内打印材料的添加补充,克服时时加液、过多加液造成的光固化不稳定、打印失败等缺点,提高了作业效率,减少了人力成本。
在部分应用场景中,可以预先设置一个较低的液位作为目标液位。具体地,本应用场景中不限定该预先设置的目标液位的具体位置,该目标液位可根据主槽211的形状、尺寸以及三维打印设备的其它相关部件的影响共同设定。在本应用场景中,该目标液位对应的打印材料的量可以为小于一打印过程中的打印材料的总消耗量,即不能满足三维打印设备完成一次打印的所需用量,因此需要在打印过程中进行自动加液。另外,在其它应用场景中,该目标液位对应的打印材料的量也可能够满足一次打印或者几次打印对应的消耗量,例如在恰好可以满足一次打印的消耗量时,可在下次打印前添加打印材料,此时的添加量可根据对液位的监控进行添加。在本应用场景中,由于液位可以为较低的液位,通过自动补液机构使得料盘200的主槽211中的打印材料始终维持在较低的液位下,能够减少主槽211中的打印材料与外界光线接触,从而大大降低打印材料因与外界光线接触而导致不必要的固化的概率,减少料盘200 的主槽211中产生残渣的可能,进而降低其对打印质量产生不利影响的风险。
在一种实施方式中,参考图6所示,三维打印设备的机架100还包括安装板160,安装板160固定设置在基板110 上,截流组件510设置在安装板160上。基板110作为机架100的一部分,具有较强的稳定性,料盘200直接固定在基板110上,截流组件510通过安装板160设置在基板110上,可以使得截流组件510在空间中的固定位置相对于料盘200 上的通道212是固定的,这样截流组件510在工作过程中,可以避免由于其自身固定位置发生偏移而影响对通道212 的封堵效果,提升截流组件510工作的准确性。
在一种实施方式中,参考图8-12所示,截流组件510的主要结构可以包括驱动件511、推杆512和封堵件513,且驱动件511、推杆512和封堵件513依次连接的,驱动件511与推杆512的第一端机械连接,用于驱动推杆512进行位移运动,封堵件513设置在推杆512的第二端,封堵件513用于与通道212配合,驱动件511用于驱动推杆512带动封堵件 513靠近或远离通道212,以封堵或打开通道212。在驱动件511的驱动作用下,使得封堵件513相对于通道212能够发生移动,可选地,驱动件511可驱动封堵件513沿直线移动,在本实施例中,封堵件513始终位于通道212的正上方,封堵件513可在垂直于基板110的方向上往复移动,同时推杆512的延伸方向也垂直于基板110,可以充分利用杆件的延伸长度,降低驱动件511的驱动行程。具体地,驱动件511可以为电机,例如步进电机等,优选为直线步进电机,当然也可以是其它能够提供动力的机构。
在一种实施方式中,驱动件511用于驱动封堵件513在封堵通道212的终止位置与打开通道212的初始位置之间移动,截流组件510还包括触发件514、第一感测器515和第二感测器516,其中第一感测器515用于在封堵件513到达终止位置时与触发件514作用,输出封堵件终止感测信号;第二感测器516用于在封堵件513到达初始位置时与触发件 514作用,输出封堵件初始感测信号。如图87所示,本申请实施例的打印机还包括控制机构600,截流组件510和检测组件530均与控制机构600电连接,截流组件510可在控制机构600的控制下完成相应的作业,控制机构600可以为主控板。
在上面的实施方式中终止位置和初始位置可以理解为封堵件513运动过程中的两个极限位置,即第一感测器515 和第二感测器516可用于检测封堵件513的两个极限位置。在本实施例中,封堵件513是做直线运动的,在其运动路径的两端分别为终止位置和初始位置,第一感测器515用于在封堵件513到达终止位置时向控制机构600输出封堵件终止感测信号;第二感测器516用于在封堵件513到达初始位置时向控制机构600输出封堵件初始感测信号,封堵件终止感测信号和封堵件初始感测信号便于控制机构600获取封堵件513的位置信息,从而控制其开始运动或停止运动。由于推杆512与封堵件513为同步运动,因此触发件514可以选择设置在封堵件513上,也可以选择设置在推杆512 上,例如触发件514可以设置在推杆512上,第一感测器515相应设置在封堵件513到达终止位置时触发件514所处的位置,第二感测器516相应设置在封堵件513到达初始位置时触发件514所处的位置,也就是第一感测器515和第二感测器516分别设置在触发件514运动行程的起始位对应的区域和终点位对应的区域,触发件514随着推杆512运动到行程的起始位或终点位时,推杆512上的触发件514就会触发对应的第一感测器515或第二感测器516。
在上面的实施方式中,第一感测器515和第二感测器516可以选择合适类型的感测器来检测封堵件513是否到位。比如,上述感测器可以采用接近开关,第一感测器515及第二感测器516可以均为霍尔传感器,触发件514可以为磁性件,通过霍尔传感器接收到磁性件的磁感应信号后产生的电信号,来判断封堵件513是否到位,截流组件510可以包括电路板517,霍尔传感器即设置在电路板517上,并通过电路板517将电信号传输给三维打印设备的控制机构600,控制机构600根据电信号即可确定封堵件513是否已经达到初始位置或终止位置,从而控制驱动件511的启停,以避免驱动件511损坏。再如,上述感测器还可以是机械式的感测器,第一感测器515及第二感测器516均为微动开关,触发件514为拨动件,通过微动开关与拨动件发生机械结构干涉被触发后产生的电信号,来判断封堵件513是否到位,微动开关同样设置在电路板517上,并通过电路板517将电信号传输给三维打印设备的控制机构600,控制机构600根据电信号即可确定封堵件513是否已经达到初始位置或终止位置,从而控制驱动件511的启停,以避免驱动件511损坏。
在一种实施方式中,截流组件510还可以包括外壳518,外壳518包括具有开口部的容纳空间,驱动件511、触发件514、第一感测器515和第二感测器516均位于容纳空间内,推杆512贯穿开口部,推杆512的一端伸入到容纳空间中与驱动件511连接,推杆512的另一端位于外壳518外部与封堵件513连接,推杆512用于在驱动件511作用下自开口部伸出或缩回,以使得封堵件513在终止位置和初始位置之间运动。外壳518可以为驱动件511、第一感测器515、第二感测器516及电路板517等结构提供固定载体,还可以对其内的各部件起到保护作用。进一步地,在外壳518内还设置有石墨铜套519,石墨铜套519固定在外壳518上且套设在推杆512的外部,石墨铜套519主要起润滑和限位作用,一方面可以限定推杆512和封堵件513沿着垂直于基板110的方向往复移动,另一方面可以保持推杆512往复移动的顺畅性。
在一种实施方式中,封堵件513与推杆512可拆卸连接,封堵件513上设置有第一连接件520,推杆512远离驱动件511的一端设置有与第一连接件520相配合的第二连接件521。第一连接件520和第二连接件521的配合方式可以实现封堵件513和推杆512通过快拆的方式连接,在更换打印材料的类型时,可以将封堵件513拆下并清洗以避免污染。可选地,第一连接件520和第二连接件521可以均为磁性件,例如第一连接件520和第二连接件521均为磁铁;可选地,第一连接件520和第二连接件521中的一个为磁性件,另一个可以为导磁件,例如磁性件可以为磁铁,导磁件可以选择为铁件。
在一种实施方式中,封堵件513包括相互连接的封堵部5131和套筒5132,套筒5132远离封堵部5131的一端形成有径向贯通套筒5132筒壁的限位凹部5133,推杆512上设置有与限位凹部5133配合的第一限位凸起523,在封堵件513 与推杆512连接的状态下,套筒5132套接在推杆512远离驱动件511的一端,且第第一限位凸起523卡入限位凹部5133 内以限制封堵件513的周向转动。
进一步地,通道212上布设有若干凸起线条214,封堵件513外包覆有橡胶套,在封堵件513封堵通道212的状态下,橡胶套与凸起线条214过盈配合,从而实现封堵件513与通道212之间连接的紧密型,放置在封堵件513封堵通道 212的状态下,副槽213中的打印材料进入到主槽211中。
进一步地,橡胶套的材质优选为三元乙丙橡胶(EthylenePropyleneDieneMonomer)或氟橡胶(fluororubber)。三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物,是乙丙橡胶的一种,主链是由化学稳定的饱和烃组成,只在侧链中含有不饱和双键,使得橡胶套的耐臭氧、耐热、耐候等耐老化性能优异。氟橡胶的主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体,氟原子的引入,赋予了橡胶套优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性。
在一种实施方式中,参考图13-26所示,自动补液结构还包括加液组件540,加液组件540包括托架541和料瓶542,其中托架541包括托板5411和限位板5412,托板5411与限位板5412限定出容纳部5413,托板5411对应副槽213的位置开设有固定孔5414,容纳部5413用于容纳料瓶542,料瓶542的瓶口5422贯穿固定孔5414后伸入副槽213内。料瓶542 的作用是用于存储打印材料并将打印材料添加至副槽213中,托架541用于支撑和承载料瓶542。
可选地,托架541的托板5411总体上平行于基板110设置,可以用于底部的限位,托架541的限位板5412垂直于基板110设置,托架541的托板5411和限位板5412合围成顶部开放的容纳部5413,以使得料瓶542可以朝向托板5411 插入容纳部5413中,限位板5412可以用于对料瓶542的瓶身5421实现周向的限位。
可选地,托架541限定出的容纳部5413的轮廓形状与料瓶542的外部轮廓相适应,以实现良好的限位效果。例如料瓶542的瓶身5421部分的断面形状为L型,限位板5412在周向方向上的排布方式是的容纳部5413的截面形状呈对应的L型。
可选地,限位板5412在环绕竖直方向的周向上为半封闭的结构,具体的,限位板5412上开设有竖直间隙5415,例如附图21所示,限位板5412包括平行设置的第一限位板54121和第二限位板54122,第一限位板54121和第二限位板54122之间形成有竖直间隙5415,竖直间隙可以增加限位板5412的可变形量,防止限位板5412崩坏。
可选地,参考图21-25所示,限位板5412的内表面上形成有肋条5416,肋条5416包括自上而下设置的导向段54161 和限位段54162,其中限位板5412的内表面应当理解为限位板5412朝向容纳部5413的一侧表面。导向段54161为形成于肋条5416上部的倾斜部分,沿着自上而下的延伸方向,导向段54161逐渐远离限位板5412的内表面,限位段54162 为位于肋条5416下部的竖直部分,导向段54161用于对料瓶542起导向功能。料瓶542在插入托架541的过程中,外壁接触到导向段54161后,导向段54161会对料瓶542的位置起到引导作用,使得料瓶542的瓶口5422逐渐正对托板5411 上的固定孔5414,使得料瓶542插入时操作更加方便,减少位置对正的工作量,提升工作效率;限位段54162可以对容纳部5413内的料瓶542起到限位功能,使得料瓶542与托架541实现稳定的连接。
可选地,参考图21-25所示,限位板5412的内表面上形成有第一凸起5417,在料瓶542上设置有与第一凸起5417 配合的凹陷部5423,在料瓶542安装到位后,第一凸起5417的位置与料瓶542上的凹陷部5423相对应,第一凸起5417 匹配卡入凹陷部5423中。第一凸起5417和凹陷部5423的设置可以用于卡住料瓶542,提升托架541与料瓶542连接的稳定性,并能够在安装到位时第一凸起5417卡入凹陷部5423发生振动或传出类似于“咔”的声音,反馈给操作者,可以起到料瓶542到位的机械反馈作用。由于在料瓶542的安装过程中,第一凸起5417与料瓶542的瓶壁之间会产生较强的干涉挤压,可以在第一凸起5417的两侧的限位板5412上分别设置镂空部5418,使得镂空部5418之间的限位板 5412具有一定的变形,避免料瓶542在安装过程中第一凸起5417对于料瓶542的瓶身5421过度挤压。
在一种实施方式中,参考图24所示,加液组件540还包括称重传感器543、连接块544和支撑架545。称重传感器 543位于托架541与基板110之间,称重传感器543用于获取料瓶542内打印材料的余量信息。具体的,托架541用于托住料瓶542,其固定设置在料盘200的副槽213的上方,在托架541的托板5411上连接有支撑架545以用于支撑托架541,该支撑架545与连接块544连接,连接块544固定在称重传感器543上,通过称重传感器543可以获得支撑架545、托架 541、料瓶542及料瓶542内打印材料的总重量,进而可以通过称重传感器543的数值变化量来体现料瓶542内的打印材料的重量变化,提醒操作者及时更换料瓶542。
在一种实施方式中,如图2和3所示,加液组件540还包括设置在副槽213内的顶杆546。料瓶542还包括单向阀 5424,单向阀5424设置于料瓶542的瓶口5422处,单向阀5424用于封堵瓶口5422,在料瓶542的瓶口5422朝下时,单向阀5424使得料瓶542中的打印材料不会流出。本实施方式中,料瓶542具有如图16和17所示的工作位置,在工作位置下,料瓶542装配于托架541,顶杆546顶开单向阀5424以打开料瓶542的瓶口5422。具体的,在本实施方式中,工作位置下,顶杆546远离副槽213的一端抵顶在单向阀5424朝向副槽213的一端,单向阀5424在顶杆546的作用下打开料瓶542的瓶口5422,料瓶542内的打印材料会通过瓶口5422流入到副槽213中,当副槽213中的液位漫过瓶口5422后,由于气压作用料瓶542中的打印材料将不会由于重力原因继续向下流入副槽213中,带副槽213中的液面下降至低于瓶口5422时,料瓶542内的打印材料会继续流出至副槽213中,从而实现向副槽213的自动加液。在本实施方式中,虽然料瓶中的打印材料随着使用而减少后,其向料盘的副槽中加料的速度会逐步发生变化,不能稳定的控制其加料的流速,但是截流组件与加液组件的配合后,使得料盘的主槽和副槽中的加液过程能分别控制,料瓶向副槽中加料过程的流速变化不会影响到主槽,截流组件的相应动作可以实现副槽向主槽中的稳定加液。进一步地,在限位板5412 的内表面上形成有第一凸起5417,料瓶542上设置有凹陷部5423情况下,在料瓶542处于工作位置时,第一凸起5417 与凹陷部5423恰好卡接配合。
进一步地,料瓶542还具有如图13-15所示的待命位置,结合图21所示,托架541上设置有承托部5419,在待命位置下,料瓶542装配于托架541,料瓶542与承托部5419限位配合,单向阀5424朝向副槽213的一端高于顶杆546远离副槽213的一端。即承托部5419用于将料瓶542限位在顶杆546无法触及单向阀5424的位置,此时顶杆546与单向阀 5424之间互不干涉,单向阀5424保持封堵瓶口5422的状态,料瓶542内的打印材料不会流出。承托部5419可以选择为各种可以实现上述功能的限位结构,例如附图21所示,承托部5419为形成于限位板5412内表面的第二凸起,料瓶 542的瓶身5421具有顶端面和底端面,瓶口5422即设置在顶端面上,在料瓶542插入托架541的过程中,瓶身5421的顶端面会与第二凸起的上缘抵顶,从而将料瓶542限位在待命位置,当需要将料瓶542调整至工作位置时,只需要用力向下按压料瓶542,料瓶542或限位板5412发生形变,使得料瓶542续向下运动,直至到达工作位置。优选地,在限位板5412上形成有竖直间隙5415的情况下,承托部5419可以设置在竖直间隙5415两侧的第一限位板54121和第二限位板54122上,由于在料瓶542的由待命位置移动至工作位置的过程中,承托部5419与料瓶542的瓶壁之间会产生较强的挤压作用,将承托部5419设置在靠近竖直间隙5415的位置,充分考量了竖直间隙5415附近限位板5412可变形量较大的特点,提供足够的挤压力的同时避免造成过度挤压。再如,在限位板5412的内表面上形成有第一凸起5417 的情况下,也可以直接采用第一凸起5417作为承托部5419使用,实现将料瓶542限位为待命位置的功能,此处不再赘述。
进一步地,参考图13、14和23,加液组件540还包括第三感测器547,当料瓶542到达工作位置后,料瓶542触发第三感测器547,第三感测器547会生成料瓶到位感测信号,并发送料瓶到位感测信号给三维打印设备的控制机构 600。第三感测器547可以为微动开关,通过微动开关与安装到位的料瓶542发生机械结构干涉,推动微动开关的动触点和静触点碰撞后产生信号,来判断料瓶542是否到位。
在一种实施方式中,加液组件540还包括存储有料瓶标识信息的料瓶标识548和用于识别料瓶标识信息的料瓶读取器548,料瓶标识548设置于料瓶542上,料瓶读取器548设置于托架541上,料瓶标识信息用于记录料瓶542内打印材料的信息,料瓶读取器548用于从料瓶标识信息中读取料瓶542内打印材料的信息。具体的,料瓶标识548包括但不限于二维码、字符码、数字码、条形码、特制图案、NFC标签、RFID标签、电子芯片中的至少一种,当料瓶标识 548为二维码、字符码、数字码、条形码、特制图案等二维图案时,料瓶标识548可以直接喷涂或贴附在料瓶542的表面,当料瓶标识548为NFC标签、RFID标签和电子芯片等实体结构时,可以在料瓶542上设置用于收容该料瓶标识 548的收容槽。具体地,参考图87所示,在料瓶542安装到托架541上安装到位时,通过三维打印设备的控制机构600 对料瓶读取器548进行控制,使其与料瓶标识548进行通讯,读取料瓶542内打印材料的信息,并反馈至控制机构600,在控制机构接600收到料瓶542内打印材料的信息出现异常时,可通过控制三维打印设备的报警模块向外界进行报警或信息输出,报警模块的工作方式包括但不限于操控屏或者其它方式如响铃、灯光闪烁等方式进行报警或预警。
在一种实施方式中,参考图27-32所示,三维打印设备还包括设于基板110上且位于料盘200与光照机构300之间的屏幕机构700,光照机构300包括罩壳310和发光组件320,罩壳310包括底板311和侧壁312,屏幕机构700设置于罩壳310的顶部;发光组件320设置于底板311。发光组件320和屏幕机构700在工作过程中会产生大量的热量,因此有必要设置散热组件330对产品内部进行散热。
可选地,散热组件330包括风机331、开设在底板311上的进风口332和开设在侧壁312上的出风口333,进风口332 和出风口333分别位于屏幕机构700的两侧,风机331用于驱动气流由进风口332进入罩壳310内并由出风口333离开罩壳310。由于风机331的抽吸作用,会使得罩壳310内形成负压环境,外部空气会从进风口332进入罩壳310内,并从出风口333排出罩壳310,这一过程中会将罩壳310内的热量带出,并且由于进风口332和出风口333分别位于屏幕机构700的两侧,使得进风口332至出风口333的气流路径会加速屏幕机构700附近的空气流动,有利于屏幕机构700的散热。需要说明的是,罩壳310可以作为机架100的一部分,也可以为独立于机架100之外单独设置的结构,本领域技术人员可以根据需要来进行具体选择。
进一步地,散热组件330还包括导流件334,该导流件334具有导流面3341,导流面3341用于将由进风口332进入罩壳310内的气流导向屏幕机构700,再经由屏幕机构700流向出风口333。由于进风口332开设在底板311上,进风口 332处的气流大体呈竖直方向进入罩壳310内,导流面3341可以将进风口332进入的气流导向屏幕机构700,实现对屏幕机构700针对性的散热,并且导风面能够降低风阻,使得空气更容易灌入罩壳310,从而降低风噪。其中导流件334 可以为罩壳310内独立设置的结构,也可以依托罩壳310的侧壁312,通过对侧壁312进行改造实现。
进一步地,散热组件330还包括换热器335,换热器335包括蒸发件3351、冷凝件3352和连接管路3353,其中蒸发件3351设置于底板311上,用于吸收发光组件320散发的热量;冷凝件3352设置于出风口333处;连接管路3353用于连接蒸发件3351和冷凝件3352。例如蒸发件3351可包括热沉,发光组件320设置于热沉上,热沉中开设有若干换热通道212,冷凝件3352可包括散热翅片,连接管路3353的一端可嵌设于热沉内,并与换热通道212连通,另一端则可嵌设于散热翅片内。散热翅片设置在出风口333处可以借助出风口333处的气流与散热翅片进行充分的热交换,风机331优选设置在出风口333处,以提升散热翅片的换热效果,连接管路3353优选为铜管,其设置数量可以根据需要进行选择,例如本实施例附图29中选择为4根铜管。
进一步地,在散热组件330的进风口332处还设置有过滤件,过滤件340用于滤除空气中携带的灰尘。
在本申请实施例的三维打印设备为光固化三维打印设备时,在进行3D打印时,光照组件300可向底部透光的料盘200投射光,使得成型平台410和料盘200底部之间的可光固化材料发生聚合反应,得到固化片材,固化片材粘接在成型平台410上,通过使成型平台410远离料盘200底部,同时间断或不间断地向料盘200底部投射光,逐层固化,堆叠的固化片材最终成型三维的固态打印件。打印过程中对成型平台410的固定、调平、材质等要求较高。相关技术中进行3D打印的三维打印设备均是采用旋钮式锁紧结构固定成型平台410,然而这种通过锁紧进行固定的方式一方面工人装配效率较低,另一方面,固定效果有效、稳定性一般,难以满足使用需求。为解决成型平台固定效果差、装配效率低的技术问题,参考图33-图52所示,本申请的相关实施方式中提供了一种固定效果好、装配效率高的锁紧机构和平台机构。
在一些实施方式中,参考图1及图33-34所示,三维打印设备包括平台机构400。平台驱动机构800用于带动平台机构400移动。其中,平台机构400包括成型平台410、平台固定架420、用于将成型平台410及平台固定架420连接固定的锁紧机构430、以及用于成型平台410进行调平的调平组件440等中的至少一者。
此外,成型平台410的成型面4121具有粗糙区域,且成型平台410上开设有多个成型孔4501,各成型孔4501可贯穿成型面4121,该粗糙区域可位于成型面4121的未开设成型孔4501的部分区域或全部区域。进一步地,粗糙区域可经由喷砂、研磨、打磨等方式进行处理得到。
在一实施方式中,成型平台410可挂设于平台固定架420。可以理解地,在打印过程中,平台本体412的成型面 4121需与料盘200的底部平行,即成型平台410需正挂于平台固定架420上。而在一次打印完成后,成型平台410及其上形成的打印件上可能粘附有较多打印材料,此时如果直接将成型平台410取下进行清洗,一方面浪费打印材料,另一方面,在对成型平台410转移的过程中,粘附的打印材料容易滴落在地面或台面上,从而为清洁带来不便。
基于此,请参阅图97-98,本实施方式中,平台固定架420可包括主体部421、挂接部422和限定部423。其中,主体部421与平台驱动机构800连接,挂接部422和限定部423则分别连接于主体部421。需要说明的是,挂接部422和限定部423的数量均可以为一个或者多个,具体可根据成型平台410的形状、构造等设置。
进一步地,成型平台410的第四连接件411可包括搭接部4111与连接部4112,该搭接部4111通过连接部4112与平台本体412连接。具体地,平台本体412可通过搭接部4111搭设于挂接部422而挂设于平台固定架420上。进而可通过操作锁紧机构300将成型平台410锁定,更进一步可通过调平组件400对成型平台410进行调平操作。
在一应用场景中,挂接部422的数量为两个,并分别设置于主体部421的两侧。搭接部4111的数量也为两个,分别与主体部421对应。在需要进行打印时,可将两个搭接部4111分别对应搭设于两个挂接部422上即可。而在一次打印完成后,可将其中一个搭接部4111搭设于对应的挂接部422上,可以理解地,此时平台本体412倾斜悬挂于平台固定架420上,如此,粘附在成型平台410及打印件上的打印材料可滴落至料盘200当中,如此可减少打印材料的浪费及污染。
需要说明的是,在仅一个搭接部4111搭设于对应的挂接部422上时,平台固定架420的限定部423可对成型平台 410的倾斜角度进行限定,以免造成成型平台410不稳定而晃动的情况。
进一步地,挂接部422可包括挂接面4221及与挂接面4221相背的抵接面4222。其中,挂接面4221可以为挂接部 422的背离料盘200的一面,抵接面4222可以为挂接部422的朝向料盘200的一面。在成型平台410挂接于挂接部422时,搭接部4111搭设于挂接部422的挂接面4221上。
在一应用场景中,限定部423可设置于抵接面4222一侧,并沿挂接面4221朝向抵接面4222的方向延伸。具体地,在其中一个搭接部4111搭设于对应的挂接部422上时,限定部423可通过抵接另一个搭接部4111来限定搭接部4111的移动,从而限定成型平台410的倾斜角度。
在另一应用场景中,限定部423可设置于挂接面4221的一侧,当然,可以直接设置于挂接面上,也可以与挂接面4221间隔设置。具体地,在其中一个搭接部4111搭设于对应的挂接部422上时,限定部423可通过抵接该限定部423 的远离挂接部422的一侧来限定成型平台410的倾斜角度。
进一步地,限定部423的形状可以是板状、柱状等,此处不做限定。
本申请提供的三维打印设备,总体来说是通过锁紧机构430方便将成型平台410固定在平台固定架420上,或从平台固定架420上解锁,通过调平组件440方便对成型平台410进行调平,并通过上述成型平台410上的成型孔4501的设置提高成型孔4501分布的均匀性,进而提高打印效率以及打印产品质量。
参考图33、35所示,平台固定架420与平台驱动机构800连接,平台固定架420可方便将成型平台410固定在平台驱动机构800,锁紧机构300安装于平台固定架200,用户通过锁紧机构430可实现平台固定架420与成型平台410之间的可拆卸的连接,进而,平台驱动机构800带动成型平台410位移,最终实现对成型平台410相对料盘200之间距离的调整。
而通过调平组件440对成型平台410进行调平,方便调整成型平台410相对料盘200的水平度。进一步的提高使用三维打印设备时的便利性。
通过平台驱动机构800移动平台机构400,调整与三维打印设备中料盘200之间的间隔距离,通过锁紧机构430将成型平台410锁紧于平台固定架420或从平台固定架420上拆卸下来,以提高装配成型平台410过程中的便利性,以及成型平台410工作过程中的稳定性、可靠性。参考图33所示,为通过锁紧机构430将成型平台410锁紧于平台固定架 420的状态,参考图35所示,为通过锁紧机构430解锁时释放成型平台410的状态。
在三维打印设备中,料盘200(如图1所示)承载打印材料的底面与成型平台410的朝向料盘200一侧的成型面之间的平行度会影响打印产品的成型,因此,在该平行度不能满足要求时,需要对成型平台410和/或料盘200进行调节。
参考图34、图36-图41所示,根据本申请的一实施方式,调平组件440包括调节架441、角度组件442及限位机构 443,调节架441与平台驱动机构800连接,调节架441开设有调节腔444,调节腔444具有面向平台固定架420的贯穿开口445,角度组件442可转动地设置于调节腔444内,角度组件442与平台固定架420连接,限位机构443与角度组件 442抵接,限位机构443用于限定角度组件442相对调节腔444的转动后的转动角度。
参考图33-34、36-38所示,由于调节架441与平台驱动机构800连接,角度组件442与平台固定架420连接,因此可在锁紧机构430将成型平台410锁紧于平台固定架420后,通过角度组件442的转动带动平台固定架420及成型平台 410运动,并可在角度组件442相对调节腔444转动一定角度后,通过限位机构443限定角度组件442相对调节腔444的转动角度,进而可将平台固定架420以及成型平台410固定在转动后的位置处,也就可以调整成型平台410相对料盘 200的平行度,进而提高三维打印设备打印产品的质量和精度。
在一实施方式中,角度组件442可设置为板件,板件设置于调节腔444内,板件的中部与调节架441之间具有铰接轴,板件与平台固定架420连接,限位机构443包括设置于板件两端的伸缩杆,板件与两个伸缩杆、铰接轴构成“跷跷板”结构,当调整板件两端的伸缩杆长度后,板件的两端相对铰接轴转动,进而,带动平台固定架420偏转,成型平台410同步偏转,当成型平台410偏转至目标角度后,将伸缩杆固定在当前长度,进而达到调整成型平台410的成型面相对料盘200底面的平行度的目的。
在一实施方式中,参考图36及图39所示,调节架441包括互相连接的盒体4411及盖体4412,其中,盖体4412位于盒体4411的朝向平台固定架420的一侧,盒体4411与盖体4412共同形成调节腔444,角度组件442通过贯穿开口445 与平台固定架420连接。
根据本申请的一实施方式,参考图36及图38所示,其中角度组件442包括万向球4421,万向球4421通过贯穿开口445与平台固定架420连接,限位机构443与万向球4421抵接,以限定万向球4421相对调节腔444的转动角度,所述调平组件440还包括连接于平台固定架420与万向球4421之间的第三连接件446。
参考图38所示,万向球4421的至少部分穿过贯穿开口445与平台固定架420连接,可通过第三连接件446将平台固定架420与万向球4421固定连接,万向球4421可相对调节腔444在设定的角度范围内转动,方便用户调节平台固定架420。
参考图38-39所示,可使万向球4421在盒体4411内的调节腔444内转动,万向球4421通过贯穿开口445与平台固定架420连接,在装配时,将万向球4421可转动地固定于调节腔444内,然后通过螺栓固定盒体4411及盖体4412,平台固定架420与万向球4421通过第三连接件446固定连接,通过盒体4411及盖体4412方便用户装配调平组件440,提高装配效率,再通过限位机构443限制万向球4421相对调节腔444的转动角度。
需要说明的是,万向球4421只需相对调节腔444在预设的角度范围内转动即可,至于可转动的角度范围,可根据实际使用情况调整,在本申请中对此不做具体限定。
在一实施例中,第三连接件446可设置为螺栓,螺栓足够长,可将万向球4421与平台固定架420固定连接,使万向球4421与平台固定架420可处于接触或非直接接触的状态。为提高万向球4421与平台固定架420固定连接效果,可设置多个第三连接件446,可灵活调整。
在另一实施例中,可使万向球4421面向平台固定架420的一侧设置接触平面,通过接触平面增大万向球4421与平台固定架420之间的接触面积,第三连接件446可设置多个,多个第三连接件446间隔设置在万向球4421与平台固定架420之间的接触平面上,以提高万向球4421与平台固定架420的固定效果,使平台固定架420随万向球4421的转动同步转动,进而,调整成型平台410的成型面相对料盘200底面的平行度。
在一实施方式中,万向球4421的直径大于贯穿开口445的最大口径,如此,在使用时,一方面可以通过贯穿开口445对万向球4421在调节腔444的位置进行限位,另一方面,还可提高万向球4421在相对于调节腔444转动过程中的稳定性。
在一实施方式中,参考图37-39所示,调节架441的远离平台固定架420的一侧开设有第一限位孔447,该第一限位孔447可贯穿调节架441设置。其中,限位机构443包括缓冲件4431及控制件4432,缓冲件4431设置于调节腔444,缓冲件4431与角度组件442的远离平台固定架420的一侧抵接,控制件4432活动设置于第一限位孔447内,控制件4432 可拆卸地安装于调节架441,控制件4432的一端与缓冲件4431抵接。
参考图37-39所示,可在调节架441的顶部设置第一限位孔447,或者在调节架441的周侧设置第一限位孔447,将缓冲件4431设置于调节架441的调节腔444内,并使缓冲件4431抵接于角度组件442,进而,通过控制件4432控制角度组件442与缓冲件4431之间的抵接力,进而限定角度组件442相对调节腔444的位置,在角度组件442带动平台固定架420转动至预设角度后,通过第一限位孔447限定控制件4432的位置,以使得控制件4432抵接缓冲件4431,将角度组件442固定在调整后位置上,避免在打印过程中,角度组件442相对调节腔444发生转动,通过第一限位孔447提高控制件4432对缓冲件4431的限位效果。
具体地,第一限位孔447可以为螺纹孔,控制件4432则可以为与该螺纹孔配合的螺栓,通过二者之间的螺接关系可调整控制件4432在第一限位孔447中的位置,进而可通过调节控制件4432靠近缓冲件4431以增大缓冲件4431与角度组件442之间的抵接力从而固定角度组件442的转动角度,或者通过调节控制件4432远离缓冲件4431以减小缓冲件4431与角度组件442之间的抵接力从而释放缓冲件4431与角度组件442之间的抵接。
进一步地,可将缓冲件4431设置于角度组件442的背离平台固定架420的一侧,将第一限位孔447开设于调节架 441的顶部,使贯穿开口445开设于调节架441的底部,控制件4432穿过第一限位孔447,通过控制件4432调整缓冲件 4431与万向球4421抵接力,也就能固定万向球4421与盖体4412之间转动角度,进而固定平台固定架420、成型平台 410相对料盘200的倾斜角度。
参考图38、40-41所示,在一个实施中,缓冲件4431面向角度组件442的一侧具有抵接壁44311。通过抵接壁44311 避免角度组件442在调节腔444出现相对转动,抵接壁44311与角度组件442的外表面形状匹配,提高抵接壁44311与角度组件442之间的受力接触面积,进一步的提高对控制件4432对角度组件442的限位效果。
在一示例中,抵接壁44311呈与万向球4421的弧形面形状一致的弧形壁,以使在万向球4421转动的过程中,抵接壁44311均能与万向球4421的外表面抵接。
参考图39所示,调节腔444包括有远离贯穿开口445的第一限位腔4441及靠近贯穿开口445的第二限位腔4442,缓冲件4431设置于第一限位腔4441内,角度组件442通过缓冲件4431限位固定于第二限位腔4442内。在调整万向球 4421相对第二限位腔4442的转动角度过程中,缓冲件4431始终限位于第一限位腔4441内,使控制件4432穿过第一限位孔447后,控制件4432与缓冲件4431之间受力抵接位置始终不变,进而使控制件4432对万向球4421施力方向保持不变,进而提高对万向球4421的限位效果,进一步的,提高调平组件440对成型平台410的调平效果。
作为示例,缓冲件4431为垫木。
需要说明的是,在实际使用过程中需要对成型平台410调平时,可先旋动控制件4432,例如可将控制件4432自第一限位孔447中旋出,以释放缓冲件4431,进而释放角度组件442,使得角度组件442在调节腔444内处于可转动的状态,然后转动成型平台410使其满足与料盘200之间的平行度要求,在此过程中,成型平台410可带动平台固定架 420进而使得角度组件442转动一定的角度。在调节后,可进一步将控制件4432旋入第一限位孔447中,直至抵紧缓冲件4431以使得缓冲件4431抵紧角度组件442,使得角度组件442限定在所转动的位置处,从而完成调平。
当然,也可以采用其它的调平方式对成型平台410进行调平。例如,调平组件440可包括基准传感器和调平传感器,两个传感器都可以是两个能够感测相应物件的位姿的传感器,如位置传感器、位移传感器等。其中基准传感器设于三维打印设备的基准件上,用于感测基准件的位置信息。调平传感器设于成型平台410上,并用于感测成型平台410的位置信息。由于三维打印设备的基准件是相对稳定的,可以作为三维打印设备的其它构件的参照标准。在成型平台410需要进行调平时,只需要调节成型平台410,使其与基准传感器感测到的基准件的位置信息匹配即可。
根据本申请的一实施方式,参考图42-43,其中成型平台410包括第四连接件411和平台本体412。其中,第四连接件411用于与平台固定架420连接,平台本体412与第四连接件411连接,并限定有多个沿第一方向间隔排布的成型孔组450,成型孔组450内包括多个沿第二方向间隔排布的成型孔4501,在第一方向上,相邻成型孔组450内的成型孔4501错位排布,第一方向与第二方向之间具有大于零的夹角。
参考图42-43所示,作为示例,第一方向为成型平台410的长度方向,第二方向为成型平台410的宽度方向,成型孔组450沿第一方向间隔排布,使第二方向上,相邻成型孔组450内的成型孔4501错位排布,进而使成型孔4501能够更加均匀地分布与成型平台410的平台本体412上。
相关技术中往往采用的孔的排布方式是沿成型平台410的长宽成阵列分布,而本申请实施例中采用相邻行/列的孔交错排布,由于在进行3D打印时,所设计的打印底板往往呈规则形状,且顺应成型平台410的长宽的延伸方向,如此在打印时容易出现打印件的打印底板的某条边处对应很多孔,或者都没有孔的情况,也就是说,对应成型平台 410的成型孔4501分布不够均匀,这样会在一定程度上影响打印的成品率及打印质量;而如果将孔设计成交错排布的方式,则由于成型孔4501的排布并不完全顺应平台的长宽延伸方向,从而使得底板所覆盖的孔的分布更加均匀,从而能够提高打印的成品率及打印质量。
参考图33、35、44,为了提高平台固定架420与成型平台410之间固定连接的稳定性及装配效率,根据本申请的提供的锁紧机构430包括锁止件431及传动组件432,锁止件431具有抵接端4311,传动组件432具有至少两个传动件,其中一个传动件的一端与平台固定架420活动连接,另一传动件与锁止件431活动连接,两个传动件之间具有第一铰接轴4321,当第一铰接轴4321位于锁止位I时,抵接端4311将成型平台410抵持于平台固定架420上,以限制成型平台 410与平台固定架420之间的相对位移。
进一步参考图44所示,传动组件432一端与平台固定架420活动连接,另一端与锁止件431活动连接,且至少两个传动件通过第一铰接轴4321活动铰接,因此可通过两个传动件相对第一铰接轴4321的转动,调整第一铰接轴4321 的位置,进而调整锁止件431的抵接端4311相对平台固定架420的位置,使得第一铰接轴4321处于锁止位I时抵接端 4311将成型平台410抵持于平台固定架420上,进而限制成型平台410与平台固定架420之间的相对位移,从而实现对成型平台410的锁定。
需要说明的是,本实施方式中,当第一铰接轴4321位于锁止位I时,锁止件431的抵接端4311向成型平台410施加朝向平台固定架420的力,以使得成型平台410锁定于平台固定架420上。可以理解地,成型平台410同时会向锁止件 431的抵接端4311施加反向的作用力F,而基于本实施方式中的锁紧机构430的组成,该反向作用力F通过锁止件431 及两个传动件中的至少一个进一步传递至第一铰接轴4321,并能够使得该第一铰接轴4321继续保持于锁止位I。进一步地,即便是向抵接端4311施加使其离开成型平台410以释放成型平台410的力,也不能打开抵接端4311对成型平台 410的锁定,反而使其对成型平台410的机械锁紧固定更加牢固、可靠,从而提高三维打印设备在实际使用过程中的可靠性。
参考图35、45所示,在一实施方式中,第一铰接轴4321还具有解锁位II,传动组件432配置为在第一铰接轴4321 位于解锁位II时,抵接端4311远离成型平台410。在本申请中,传动组件432的两个传动件相对第一铰接轴4321转动时,第一铰接轴4321在锁止位I与解锁位II之间切换,当第一铰接轴4321自锁止位I切换至解锁位II时,抵接端4311远离成型平台410从而释放对成型平台410的锁定。
在本申请中,抵接端4311远离成型平台410可指抵接端4311与成型平台410的表面接触,但是二者之间的相互作用力为零,或抵接端4311与成型平台410处于非接触的状态。
通过上述方式,可以在三维打印设备需要工作时,将成型平台410放置于平台固定架420上,并通过将第一铰接轴4321移动至锁止位I而使得锁紧机构430将成型平台410锁紧于平台固定架420,而在工作完成后,可将第一铰接轴 4321移动至解锁位II以使得锁紧机构430将成型平台410从平台固定架420上释放,以便于操作人员对成型平台410进行更换、维护等。
参考图44-47所示,在一实施方式中,两个传动件包括第一传动件4322及第二传动件4323,第一传动件4322与平台固定架420具有第二铰接轴4324,使第一传动件4322相对第二铰接轴4324可转动,第二传动件4323与锁止件431具有第三铰接轴4325,使第二传动件4323相对第三铰接轴4325可转动,第一铰接轴4321的轴线、第二铰接轴4324的轴线和第三铰接轴4325的轴线两两平行,同时,第一传动件4322与第二传动件4323相对第一铰接轴4321可转动,锁止位I与解锁位II分别位于中心面III的两侧,其中中心面III应当理解为同时过第二铰接轴4324的轴线和第三铰接轴4325 的轴线的平面,也就是第一铰接轴4321在中心面III的两侧移动,通过第一传动件4322与第二传动件4323拉动抵接端 4311靠近或远离成型平台410。
作为示例,参考图44及图46所示,锁止位I位于第二铰接轴4324及第三铰接轴4325中心面III一侧的死点位置,参考图45及图47所示,解锁位II为位于中心面III另一侧的活动区域。可通过向第一铰接轴4321施加外力,使第一铰接轴4321移动至中心面III一侧的锁止位I,从而将锁紧机构430将成型平台410锁定于平台固定架420;也可通过向第一铰接轴4321施加外力,使第一铰接轴4321移动至中心面III另一侧的解锁位II,以使抵接端4311远离成型平台410,从而将成型平台410从平台固定架420释放。
在本申请中,锁止件431的预设路径IV可以为直线,并且预设路径IV可以位于中心面III内或与中心面III平行,向第一铰接轴4321施加驱动力,使第一传动件4322与第二传动件4323在第一铰接轴4321相对转动,同步的,第一传动件4322相对第二铰接轴4324转动,第二传动件4323件相对第三铰接轴4325转动,当在驱动力的作用下,第一铰接轴4321移动至中心面III一侧的死点位置时,此时第一铰接轴4321位于锁止位I,抵接端4311抵接成型平台410,成型平台410向锁止件431施加反向作用力F,由于反向作用力F的力的方向与预设路径IV相同,该反向作用力F通过锁止件431及第二传动件4323,进一步传递至第一铰接轴4321,由于第一铰接轴4321位于中心面III一侧的死点位置,反向作用力F向第一铰接轴4321所施加的力并不具有朝向解锁位II的分力,相反却具有使第一铰接轴4321朝向锁止位I 的分力,根据该分力的方向,因此,反作用力F能够使得该第一铰接轴4321继续保持于锁止位I,进而,提高成型平台410与平台固定架420固定的稳定性。
而当第一铰接轴4321在驱动力的作用下移动至中心面III的另一侧时,此时第一铰接轴4321位于解锁位II,解锁位II为位于中心面III另一侧的活动区域,此时,抵接端4311远离成型平台410。
参考图44所示,当第一铰接轴4321位于锁止位I时,如前所述,成型平台410向锁止件431施加使第一铰接轴4321 保持在锁止位I的反作用力F,在这种状态下,若没有施加使第一铰接轴4321移动至解锁位II的力,第一铰接轴4321 会始终保持在锁止位I的位置,使成型平台410与平台固定架420之间始终维持在锁紧的状态。
参考图48所示,在一实施方式中,锁紧机构430还包括施力件433,施力件433与第一铰接轴4321连接,向第一铰接轴4321施加外力,带动第一铰接轴4321在解锁位II及锁止位I之间移动,当三维打印设备需要工作时,通过施力件433带动第一铰接轴4321移动至锁止位I,将成型平台410锁紧于平台固定架420,而在工作完成后,通过施力件433 将第一铰接轴4321移动至解锁位II以使得锁紧机构430将成型平台410从平台固定架420上释放,进而方便用户对第一铰接轴4321的位置进行调整。
在一些实施方式中,可将施力件433设置为手柄,手柄一端与第一铰接轴4321铰接,用户可通过手柄带动第一铰接轴4321运动,使第一铰接轴4321在解锁位II及锁止位I之间切换,提高用户在使用过程中的便利性。
其中,施力件433与第一传动件4322可以是一体结构,具体地,二者可以通过一体成型而成,或者分体成型后固定在一起,如此可在通过施力件433驱动第一铰接轴4321运动时,使得第一铰接轴4321绕第二铰接轴4324的轴线转动,从而使得第一铰接轴4321的运动更加稳定,进而提高整个锁紧机构430运行的稳定性、可靠性。
进一步地,手柄可向解锁位II所在的一侧延伸,也就是使手柄与解锁位II在中心面III的同一侧,进而提高用户在实际使用过程中的便利性。当然,在其它实施方式中,手柄并不限于沿解锁位II所在的一侧延伸,也可以朝其它方向,此处不做具体限定。
需要说明的是,施力件433可以通过操作人员手动驱动,也可以与自动的驱动机构连接,从而实现自动驱动,从而实现锁紧机构430对成型平台410的锁紧、解锁的自动控制。
参考图44-47、49所示,为了提高对成型平台410的锁紧效果,在一实施方式中,锁紧机构430还包括限位件434,限位件434的一端与平台固定架420连接,通过限位件434用于限定锁止件431沿预设路径IV移动,进而,限定抵接端 4311相对成型平台410也只能沿固定的方向位移,进而,当第一铰接轴4321位于所述锁止位I时,抵接端4311与成型平台410之间没有其他方向的位移。
在一实施方式中,限位件434包括第三限位板4341,该第三限位板4341开设有定位孔4342,第三限位板4341的一端与平台固定架420固定连接,另一端远离平台固定架420的方向延伸,以使得锁止件431可活动穿设于定位孔4342 内,以限定抵接端4311沿定位孔4342的延伸方向移动。其中,定位孔4342的延伸方向可理解为定位孔4342的轴向。
在一种实施例中,第三限位板4341、沿预设路径IV移动的锁止件431及平台固定架420之间形成有锁止腔4343,锁止位I位于锁止腔4343内。参考图44-47所示,其中预设路径IV可与中心面III平行或位于中心面III内,预设路径IV 可平台固定架420与成型平台的相对位移方向保持一致,作为示例,预设路径IV的方向可设置为垂直于成型平台410 锁紧面的方向,如此,在锁紧机构430处于锁紧状态时,抵接端4311的轴向与锁紧面垂直,成型平台410对于抵接端 4311的反向作用力F的方向为垂直锁紧面向上,沿锁止件431、第二传动件4323传递至轴线位于锁止位I的第一铰接轴4321后,力的方向向中心面III的一侧倾斜,以使第一铰接轴4321能够始终保持在锁止位,从而可提高对成型平台 410的锁紧效果。
参考图50-51所示,在本申请的一个实施例中,限位件434包括连接杆4344及连接于连接杆4344一端的装配部 4345,锁止件431连接于连接杆4344的另一端,装配部4345包括间隔设置的第一装配位43451及第二装配位43452,第一装配位43451与一个传动件之间具有第三铰接轴4325,第二装配位43452与平台固定架420之间具有第四铰接轴 43453,以限制抵接端4311沿以第四铰接轴43453的轴心为圆心的弧形预设路径IV移动。
作为示例,装配部4345、中心面III及平台固定架420之间围成有锁止腔4343,锁止位I位于锁止腔4343内,而锁止位I位于中心面III靠近平台固定架420一侧的锁止腔4343内。
参阅图49,在一实施方式中,锁紧机构430还包括安装架435,通过该安装架435,可以对第三限位板4341、传动组件432、锁止件431、施力件433等锁紧机构430的其它部件进行安装。具体地,安装架435包括一体连接的吊耳 4351及延伸部4352,吊耳4351与限位件434分别设置于延伸部4352的两端,吊耳4351与第一传动件4322之间铰接于第二铰接轴4324,其中,延伸部4352具有与三维打印设备的平台驱动机构800连接的安装面4353。
参考图44-47、49所示,平台固定架420与平台驱动机构800连接,锁紧机构430通过安装架435与平台驱动机构800 连接,当三维打印设备工作时,通过锁紧机构430将平台固定架420与成型平台410锁紧后,平台驱动机构800即能够带动锁紧机构430、平台固定架420与成型平台410同步移动。
在一个示例中,吊耳4351、延伸部4352、限位件434及沿预设路径IV移动的锁止件431之间构成锁止腔4343,锁止位I位于锁止腔4343内,进而,可通过锁止腔4343为第一铰接轴4321提供在锁止位I与解锁位II之间活动的空间。
如图1所示,光固化三维打印设备常采用的一种方式是光照组件300向底部透光的料盘200投射光,使得成型平台410和料盘200底部之间的打印材料900发生聚合反应,得到固化片材,固化片材粘接在成型平台410上,通过使成型平台410远离料盘200底部,同时使光照组件300间断或不间断地向料盘200底部投射光照,逐层固化,堆叠的固化片材最终成型三维的固态打印件,这对料盘200的固定、离型膜的绷模、材料液位监控等要求较高。相关技术中大多数的设备均是采用旋钮式锁紧结构固定料盘200,这样的锁紧方式,需要使用者拧动旋钮多圈才能锁紧料盘200,从而导致增加的设备的操作步骤,降低了工作效率。基于此,参考图52-图78所示,下面参考附图描述对本申请实施例的三维打印设备做出进一步的改进。
根据本申请的三维打印设备,包括机架100和料盘200,机架100包括基板110和卡合件120,料盘200可拆卸地设于机架100的基板110上,料盘200上设有卡合组件250,卡合件120与卡合组件250可拆卸地卡接连接。
根据本申请实施例的料盘200,料盘200上设有卡合组件250,机架100上设有卡合件120,卡合组件250具有互相连通的安装腔251和容纳槽252,安装腔251具有与外部连通的开口,容纳槽252内设有可活动的锁止部253,卡合件 120上设有与锁止部253配合的限位槽121,在料盘200安装于机架100上时,卡合件120位于安装腔251中,锁止部253 的部分卡设于限位槽121中,其中,锁止部253配置为可朝向远离限位槽121的方向缩回容纳槽252。
根据本申请实施例的料盘200,在料盘200安装于机架100上时,卡合件120位于安装腔251中,当需要将料盘200 从机架100上拆下时,锁止部253朝向远离限位槽121的方向缩回容纳槽252,从而避让卡合件120,使得卡合件120与卡合组件250脱开,在将料盘200装到机架100上时,卡合件120伸入安装腔251,锁止部253的部分伸出容纳槽252卡入限位槽121中,从而实现料盘200与机架100的安装能够快速拆卸,方便锁紧,不易松动。
根据本申请的料盘200,卡合组件250包括第一壳体254和第一滑移件255,第一壳体254限定出安装腔251,第一滑移件255可活动地套设于第一壳体254上,第一滑移件255配置为沿第一壳体254的轴向移动,第一滑移件255朝向容纳槽252的一侧设有定位槽2552,卡合组件250具有解锁状态和锁止状态,在解锁状态时,锁止部253朝向定位槽 2552缩回并部分嵌入定位槽2552中,在锁止状态时,定位槽2552避让锁止部253,锁止部253朝向限位槽121伸出并部分嵌入限位槽121中。
当卡合组件250与卡合件120分离时,卡合组件250处于解锁状态,锁止部253朝向定位槽2552缩回并部分嵌入定位槽2552中,当卡合组件250与卡合件120卡接,卡合件120位于容纳槽252中时,卡合件120处于锁止状态,定位槽 2552避让锁止部253,锁止部253朝向限位槽121伸出并部分嵌入限位槽121中。
如图59所示,卡合组件250由解锁状态变为锁止状态时的动作可以是如下过程:将卡合组件250的安装腔251对准卡合件120,并朝卡合件120按压卡合组件250,当卡合件120进入安装腔251中时,第一滑移件255沿第一壳体254 的轴向方向移动,从而使得定位槽2552避让锁止部253,将锁止部253向限位槽121的方向顶推,并最终将锁止部253 的部分嵌入限位槽121中。
如图60所示,卡合组件250由锁止状态变为解锁状态时的动作可以时如下过程:将卡合组件250的第一滑移件255 朝远离卡合件120的方向推动,使得定位槽2552与锁止部253对应,进而锁止部253进入定位槽2552,此时卡合件120 可从安装腔251中退出,实现卡合件120与卡合组件250分离。
结合图57所示,在一些实施例中,卡合组件250还包括第二滑移件256,第二滑移件256可移动设于安装腔251中,第二滑移件256配置为沿第一壳体254的轴向移动,在一应用场景中,第一滑移件255和第二滑移件256分别设于第一壳体254的外侧和内侧。卡合组件250处于解锁状态时,第二滑移件256抵于锁止部253的朝向安装腔251的一侧,以将锁止部253抵持于第一滑移件255和第二滑移件256之间,卡合组件250处于锁止状态时,第二滑移件256的一端止抵于卡合件120上。
展开来说,第一壳体254包括沿轴向方向相对的第一端和第二端,卡合组件250处于解锁状态时,第二滑移件256 抵于锁止部253的朝向安装腔251的一侧,卡合组件250处于锁止状态时,第二滑移件256的靠近第二端的一端抵于卡合件120上,卡合组件250由解锁状态转变为锁止状态时,卡合件120顶推第二滑移件256,使得第二滑移件256朝向靠近第一端的方向移动,以使得锁止部253与限位槽121相对并嵌入限位槽121中。
如图56-58所示,在一些实施例中,第一壳体254限定出第一滑移槽2541,第一滑移件255上设有第一导向部2551,第一导向部2551可移动地卡设于第一滑移槽2541中,第一滑移槽2541中还设有弹性件257,弹性件257沿第一壳体254 的轴向延伸,弹性件257的两端分别抵于第一滑移槽2541的内壁和第一导向部2551上,弹性件257保持使第一导向部 2551朝远离弹性件257所抵持的第一滑移槽2541的内壁移动(即朝自第一壳体254的第一端指向第二端的方向移动) 的趋势。也就是说,卡合组件250处于解锁状态时,弹性件257处于被压缩状态。如图59所示,当卡合组件250由解锁状态转变为锁止状态时,卡合件120顶推第二滑移件256,使得第二滑移件256朝向靠近第一端的方向移动,第二滑移件256避让锁止部253,从而使得锁止部253朝向限位槽121移动,第一滑移件255失去锁止部253的顶推力会使得弹性件257的弹力释放,从而推动第一滑移件255朝向第二端的方向移动,使得定位槽2552避让锁止部253,从而将锁止部253进一步推入限位槽121中;如图60所示,当卡合组件250由锁止状态转变为解锁状态时,第一滑移件255朝向靠近第一端的方向移动并压缩弹性件257直至定位槽2552与容纳槽252对应,锁止部253可朝容纳槽252及定位槽 2552缩回,从而释放卡合件120,此时卡合件120朝向逐渐远离第一端的方向相对移动,第二滑移件256也同时朝向逐渐远离第一端的方向移动,从而代替卡合件120抵于锁止部253的朝向安装腔251的一侧,同时锁止部253进入定位槽2552并由第二滑移件256顶推与第一滑移件255相抵。
其中,弹性件257可以是弹簧。
如图56-58所示,在一些实施例中,在料盘200安装于机架100上时,第二端靠近机架100,第一滑移件255的靠近第一壳体254的一侧设有导向壁2554,导向壁2554限定出定位槽2552的部分侧壁,在由第二端朝向第一端的方向上,导向壁2554朝向逐渐靠近第一壳体254的外壁方向倾斜,在解锁状态时,导向壁2554抵于锁止部253上,在锁止状态时,导向壁2554与锁止部253间隔。
如图59所示,当卡合组件250由解锁状态转变为锁止状态时,卡合件120与第二滑移件256互相推顶,使得第二滑移件256朝向靠近第一端的方向移动,第二滑移件256避让锁止部253,从而使得锁止部253朝向限位槽121移动,第一滑移件255失去锁止部253的顶推力会使得弹性件257的弹力释放,弹性件257推动第一滑移件255朝向靠近第二端的方向移动,第一滑移件255施加给锁止部253的力在左右方向(即垂直于第一端至第二端的方向)上具有分量,从而推动锁止部253进一步卡入限位槽121中;如图60所示,当卡合组件250由锁止状态转变为解锁状态时,第一滑移件255朝向靠近第一端的方向移动并压缩弹性件257直至定位槽2552与容纳槽252对应,锁止部253可朝容纳槽252 及定位槽2552缩回,从而释放卡合件120,此时卡合件120朝向逐渐远离第一端的方向相对移动,第二滑移件256随着卡合件120同时朝向逐渐远离第一端的方向移动,从而代替卡合件120抵于锁止部253的朝向安装腔251的一侧,同时锁止部253由第二滑移件256顶推而进入定位槽2552并与导向壁2554相抵,使得料盘200能够再次装配到机架100 上。
如图56-58所示,在一些实施例中,安装腔251内设有第二滑移槽2512,第二滑移件256上设有第二导向部2562,第二导向部2562可滑动地卡设于第二滑移槽2512中,第二滑移槽2512中还设有弹力件258,弹力件258沿第一壳体254 的轴向延伸,弹力件258的两端分别抵于第二滑移槽2512的内壁和第二导向部2562上,弹力件258保持使第二导向部2562朝远离弹力件258所抵持的第二滑移槽2512的内壁移动(即朝自第一壳体254的第一端指向第二端的方向移动) 的趋势。卡合件120逐渐进入安装腔251时,第二滑移件256随着卡合件120的移动同步移动对弹力件258进行压缩;解锁时,由于定位槽2552与锁止部253对应,使得锁止部253进入定位槽2552,此时第二滑移件256在弹力件258的作用下推动卡合件120从安装腔251中退出,实现卡合件120与卡合组件250分离,同时第二滑移件256能够代替卡合件120抵于锁止部253的靠近安装腔251的一侧,防止锁止部253从容纳槽252中脱出。其中,第二滑移件256可以是弹簧。
根据本发明实施例的料盘200,第二滑移件256的远离容纳槽252的一端设有第一限位部2561,安装腔251内设有第二限位部2511,第二限位部2511位于第一限位部2561的靠近卡合件120的一侧且与第二滑移槽2512间隔,在解锁状态时,第一限位部2561抵于第二限位部2511上,从而通过第一限位部2561和第二限位部2511的配合,对第二滑移件256进行限位,防止第二滑移件256与第一壳体254脱开。其中,第一限位部2561与第二滑移件256可以是一体成型,也可以是可拆卸地连接。
如图54-58所示,在一些实施例中,卡合组件250还包括第二壳体259,第二壳体259限定出安装空间2592以及避空槽2591,避空槽2591连通安装空间2592,第一滑移件255、第二滑移件256以及第一壳体254均位于安装空间2592 中,第一滑移件255的外壁上还设有把手部2553,把手部2553位于避空槽2591中并显露于第二壳体259外。在需要拆卸料盘200时,可以通过抓握把手部2553将第一滑移件255上移,从而使得锁止部253朝向定位槽2552的方向缩回,卡合件120与锁止部253脱开,从而实现卡合件120与卡合组件250的拆卸,简化拆卸过程。
如图52和图54所示,在一些实施例中,料盘200包括料盘框210,料盘框210的相对的两侧分别设有卡合组件250,把手部2553分别位于对应的第一滑移件255的远离料盘框210的一侧,如此方便用户抓握。
如图61-图64所示,在一些实施例中,料盘框210中设有可拆卸的离型膜组件270,离型膜组件270包括固定架组件271和固定于固定架组件271上的离型膜272,固定架组件271包括可拆卸连接的第一固定架2711和第二固定架 2712,离型膜272固定于第一固定架2711和第二固定架2712之间,通过第一固定架2711和第二固定架2712可以将离型膜272绷紧,在需要对离型膜272更换时,只需将离型膜组件270拆下直接更改换离型膜组件270即可,或者还可以在将离型膜组件270拆下后,进一步将第一固定架2711和第二固定架2712拆开,以更换其中的离型膜272。
在一些实施例中,离型膜272包括离型膜本体2721,离型膜本体2721上设有装配孔2722,第一固定架2711和第二固定架2712中的一个上设有第二限位孔27111,另一个上设有限位柱27121,限位柱27121穿设于装配孔2722和第二限位孔27111中。
可以理解的是,这意味着,可以是第一固定架2711上设有限位柱27121,第二固定架2712上设有第二限位孔 27111,还可以是第一固定架2711上设有第二限位孔27111,第二固定架2712上设有限位柱27121。
在需要将离型膜272固定于固定架组件271中时,先将离型膜272的装配孔2722套设于限位柱27121上,再将限位柱27121穿入第二限位孔27111中,从而实现第一固定架2711和第二固定架2712的装配,一方面限位柱27121、装配孔2722以及第二限位孔27111的配合,能够对离型膜272进行固定,另一方面限位柱27121、装配孔2722以及第二限位孔27111的配合能够对离型膜272进行定位,起到了防呆作用,无需对离型膜272进行调整即可装配到位,防止离型膜272在固定架组件271中错位。
在一些实施例中,装配孔2722包括多个,多个装配孔2722沿离型膜本体2721的周向设置。
如图63和图64所示,在一些实施例中,第二固定架2712位于离型膜272的远离基板110的一侧,第一固定架2711 的背离第二固定架2712的一侧设有至少一个支撑柱27122,支撑柱27122抵于基板110上以使离型膜272与基板110间隔。这样,在固定架组件271放置于基板110上时,能够使得离型膜272与基板110间隔,防止离型膜272与基板110产生静电吸附,影响打印件的成型效果,而且还能够在一定程度上防止基板110或安装于基板110上的构件对离型膜272 造成损伤。
其中,还可以是第一固定架2711的背离第二固定架2712的一侧设有多个支撑柱27122,多个支撑柱27122沿第一固定架2711的周向均匀分布。
请参阅图65-66,在一些实施例中,第一固定架2711和第二固定架2712中的一个上设有凸条27123,另一个上设有与凸条27123配合的第一凹槽27112,凸条27123嵌设于第一凹槽27112中。如此能够进一步地使得第一固定架2711 和第二固定架2712对离型膜272进行张紧,离型膜272可随凸条27123共同压入第一凹槽27112中。在图65-66所示的实施例中,第一固定架2711上设有第一凹槽27112,第二固定架2712上设有凸条27123。还可以是,第一固定架2711上设有凸条27123,第二固定架2712上设有第一凹槽27112。
在一实施例中,料盘框210上设有沿料盘框210的周向延伸的卡合槽215,卡合槽215朝向靠近基板110的方向开口,固定架组件271嵌设于卡合槽215中,卡合槽215中设有限位卡,限位卡抵于固定架组件271上。固定架组件271 嵌设于卡合槽215中,限位卡对固定架组件271进行限位,防止固定架组件271脱出。
料盘框210上还设有避让口,避让口与卡合槽215连通且位于第二固定架2712的远离第一固定架2711的一侧。可以理解地,避让口可设置于料盘框210的外周,且避让口可至少部分位于第二固定架2712的远离第一固定架2711的一侧。在需要将固定架组件271从卡合槽215中拆出时,通过治具插入到避让口中,以将固定架组件271从卡合槽215 中顶出,从而实现将固定架组件271从卡合槽215中拆出。
如图67-68所示,第二固定架2712的内周边沿设有挡边27124,挡边27124抵于第一固定架2711上且与第一固定架 2711的背离第二固定架2712的一侧表面平齐。这样,离型膜272会被夹于挡边27124和第一固定架2711之间,并在挡边27124的作用下张紧拉平。在一应用场景中,当离型膜组件270安装于料盘框210时,料盘框210的底边沿与第一固定架2711的远离第二固定架2712的一侧平齐或近似平齐,如此,在完成上述安装时,离型膜272不受或仅小幅受到料盘框210边缘的再次张紧。
另外,料盘框210还包括第一密封圈,第一密封圈位于固定架组件271与料盘框210之间,固定架组件271包括第二密封圈,第二密封圈位于第一固定架2711和第二固定架2712之间。通过设置第一密封圈和第二密封圈能够防止打印材料的渗漏。
在另一实施例中,如图69-70所示,离型膜组件270通过紧固件280安装到料盘框210上,料盘框210的底部与第二固定架2712的上表面抵贴之后通过紧固件280连接,这样,在需要将固定架组件271拆下时,只需松开紧固件280,即可方便地将固定架组件271拆下。
在一应用场景中,第一固定架2711的内周边沿与第二固定架2712的内周边沿平齐,这样当离型膜组件270安装于料盘框210中时,料盘框210与第一固定架2711和第二固定架2712的内周抵贴,从而使得离型膜272被夹于料盘框 210和第一固定架2711之间,从而除了受到第一固定架2711和第二固定架2712的张紧作用之外,会被料盘框210再次张紧。
如图61、63、71-72所示,在一些实施例中,离型膜272包括离型膜本体2721和与离型膜本体2721连接的离型膜标识2723,料盘框210限定出料盘200的主槽211、通道212和副槽213,离型膜本体2721嵌设于主槽211中,离型膜标识2723嵌设于副槽213中,机架100上设有离型膜读取器230,离型膜标识2723与离型膜读取器230相对设置。
离型膜272上的离型膜标识2723用于记录离型膜272的信息,如离型膜272的使用寿命、使用次数等,当离型膜组件270装入料盘框210中时,离型膜标识2723可以对离型膜272上的标签进行读取,结构设置合理,保障了离型膜读取器230的读写距离,防止漏读,而且根据读取到的离型膜272的相关信息,能够对离型膜272的更换起指导作用。
进一步地,离型膜标识2723可以是二维码、字符码、数字码、条形码、特制图案、NFC标签、RFID标签、电子芯片中的至少一种,当离型膜标识2723是NFC标签时,离型膜读取器230可以为NFC读卡器。具体地,参考图87所示,在料盘200安装到机架100的基板110上时,通过三维打印设备的控制机构600对离型膜读取器230进行控制,使其与离型膜标识2723进行通讯,读取离型膜272的使用寿命,并反馈至控制机构600。并可在三维打印设备每打印一层,或者每打印一个打印件之前或之后,控制机构600可控制NFC读卡器与NFC标签进行近场通讯,以在NFC标签中写入使用次数。
在控制机构接600收到离型膜272的使用次数已满,达到其使用寿命,或者即将达到使用寿命时,可通过控制三维打印设备的报警模块向外界进行报警或信息输出,报警模块的具体工作方式包括但不限于操控屏或者其它方式如响铃、灯光闪烁等方式进行报警或预警,以提醒及时更换对应的离型膜272。另外,由于NFC标签够自行记录离型膜272的使用次数,因此,当离型膜272在不同的三维打印设备上使用时,离型膜读取器230也能够从离型膜标识2723 获取离型膜272的使用次数,从而了解该离型膜272的剩余使用寿命。
当然,在其它实施例中,离型膜标识2723和离型膜读取器230的位置及通讯时机不限定于上述方式,只要能够实现二者之间的通信即可。在其他一些实施例中,离型膜标识2723也可以是其他类型,如二维码、字符码、数字码、条形码、特制图案、NFC标签、RFID标签、电子芯片等中的至少一种。另外,离型膜标识2723自身也可以不具备记录功能,而是由离型膜读取器230识别离型膜标识2723之后,由离型膜读取器230所连接的控制机构600来实现对离型膜272使用情况的记录。当然,离型膜标识2723可不限定仅记录对应的离型膜272的使用次数,还可以根据需要记录所对应的离型膜272的其它身份信息,如编号、材质、出厂时间、厂家等,具体可根据实际使用需求进行设置,此处不做具体限定。
如图72-75及图87所示,在一些实施例中,机架100内设有控制机构600;料盘框210上设有沿料盘框210的周向延伸的固定槽216,固定槽216内嵌设有加热模块,加热模块具体可以为片状、丝状等,加热原理可以为电加热、红外加热、微波加热等,此处不做限定。料盘框210上设有与加热模块电性连接的第一加热接头217,机架100上设有第二加热接头130,控制机构600与第二加热接头130电性连接,在料盘200安装于机架100的基板110上时,第一加热接头217和第二加热接头130抵接并电性导通。
由于在打印时,考虑到环境温度对打印材料成型质量的影响,因此在一些环境温度较低的情况下使用时,可对打印材料进行加热处理,以保证打印的正常进行。本申请中,通过设置加热模块,可以对料盘框210中的打印材料进行加热。而设置第一加热接头217和第二加热接头130抵接并电性导通,能够方便料盘200与机架100之间的拆卸,在料盘200装于机架100上时,第一加热接头217和第二加热接头130抵接并电性导通,在将料盘200从机架100上拆下时,第一加热接头217和第二加热接头130即分开,无需复杂的拆线接线步骤,简化了料盘200与机架100的拆装流程。第一加热接头217和第二加热接头130有多种形式,例如其中一个是触点式,另一个为顶针式。
继续参阅图72-75,在一些实施例中,机架100上设有第一座体140,料盘框210上设有第二座体220,第一座体140 和第二座体220抵接,第一座体140内设有第一加热接头217,第二座体220内设有第二加热接头130。
在一些实施例中,检测组件530设置在料盘200上,具体的,检测组件530设于料盘框210上,检测组件530包括第一检测接头531,机架100上设有第二检测接头150,控制机构600与第二检测接头150电性连接,在料盘200安装于机架100上时,第一检测接头531与第二检测接头150抵接并电性导通;其中,检测组件530除了可以用于检测主槽211 中打印材料的液位信息之外,还可以用于检测温度。
需要说明的是,可以是第二加热接头130和第二检测接头150均可设于第一座体140内。
在一些实施例中,检测组件530包括设于料盘框210上的液位检测模块,液位检测模块与控制机构600电性连接。通常液位检测模块可以为液位传感器,液位传感器用于检测料盘框210的主槽211中打印材料的液位。在打印时,打印液存储于三维打印设备的主槽211中,随着打印的进行,主槽211中的打印材料不断地被消耗,检测组件530用于检测主槽211中的液位的变化,并将液位信号反馈给控制机构600,当料盘框210中的液位不满足预设的液位,无法进行打印,可以通过与控制机构600控制三维打印设备暂停打印并且可以通过控制机构600控制截流组件510动作进行补液操作,待料盘框210中的打印液补足之后再进行打印;或者还可以在一次打印开始之前,或者一次打印结束之后,控制机构600控制液位传感器检测料盘框210中打印材料的液位,以确定是否需要向料盘框210的主槽211中添加打印材料。
在一些实施例中,检测组件530包括设于料盘框210上的温度检测模块,温度检测模块与控制机构600电性连接。通常温度检测模块为温度传感器,由于在打印时,对于不同的材料、不同的使用环境,料盘框210内需要保持的温度范围也各不相同,因此,需要通过温度检测模块对料盘框210中的温度进行实时、定期或不定期检测,防止温度过高导致表层结块无法打印,也防止温度过低打印的零件翘起变形等情况的发生。
在一些实施例中,检测组件530包括液位传感器和温度传感器。其中液位传感器和/或温度传感器可以为接触式或非接触式,如阻抗式传感器、电容式传感器和激光传感器等,在一应用场景中,二者均为接触探针式传感器,通过探针与打印材料接触,以检测打印材料的液位和/或温度。
参阅图73、76-78,在一些实施例中,料盘200还包括固定座240,检测组件530设于固定座240内,固定座240和料盘框210中的一个上设有第二限位凸起241,另一个上设有限位凹槽218,第二限位凸起241卡设于限位凹槽218中。
其中,可以是固定座240上设有第二限位凸起241,料盘框210上设有限位凹槽218,还可以是固定座240上设有限位凹槽218,另一个上设有第二限位凸起241。
具体地,第二限位凸起241和限位凹槽218的数量均可以为两个,如此方便将固定座240安装于料盘框210上时对固定座240进行定位。
在一些实施例中,固定座240上设有第一磁吸件242,料盘框210上设有第二磁吸件219,第一磁吸件242和第二磁吸件219相对设置且可吸附,通过第一磁吸件242和第二磁吸件219的配合进行吸附,如此能够保障固定座240与料盘框210连接的稳固性,在固定座240安装于料盘框210上时,能够防止固定座240与料盘框210之间松动晃动,在需要将固定座240移开时,只需要克服第一磁吸件242和第二磁吸件219之间的吸附磁力,即可将固定座240拆下,拆卸和安装过程都得到了简化,提升了用户使用的便利性。
其中,第一磁吸件242可设于固定座240内,或者固定座240的外壳体本身便是第一磁吸件242。
需要说明的是,可以是第一磁吸件242和第二磁吸件219中的一个是磁铁,另外一个是可被磁铁吸附的物质例如铁合金、镍合金以及钴合金;还可以是第一磁吸件242和第二磁吸件219中的两个均是磁铁。
在相关技术中,三维打印设备的屏幕机构可以选择为LCD液晶屏幕,在LCD液晶屏幕不慎损坏时需要更换,在更换LCD液晶屏幕时需拆除零部件较多,在桌面级LCD机型的三维打印设备中,由于高能量的紫外光源长时间直接照射,会对LCD液晶屏造成较大的伤害。基于此,LCD液晶屏幕对于该类型的三维打印设备来说,是一种消耗件,也可看做为一种耗材。在相关技术中,并没有设计LCD液晶屏幕快拆快换机构,当LCD液晶屏幕达到寿命需要更换时,需将机器多数部件拆卸,不但耗费工时,而且对机器装配精度造成二次伤害,对于最终机器产生较大不良影响。
基于此,本申请实施例还提出一种屏幕机构700,该屏幕机构700能够方便地将屏幕组件拆下,简化了拆装过程。
下面参考附图79-86描述根据本申请实施例的应用于三维打印设备的屏幕机构700,三维打印设备通常包括屏幕机构700、料盘框210以及平台机构400,屏幕机构700包括屏幕组件710。料盘框210设于屏幕机构700的上方,料盘框210与屏幕组件710连接,料盘框210中设有可拆卸的离型膜组件270,平台机构400可移动地设于料盘框210的上方,平台机构400的成型平台410包括成型面4121。屏幕组件710包括屏幕711,料盘框210中用于盛放打印所需要的打印材料,具体可以为液态的光固化材料,利用屏幕711的液晶控制实现在显示区域透过的紫外光使得屏幕711上的光固化材料收到辐射能量后发生聚合反应,由液态变化为固态,发生固化凝结在成型平台410的成型面4121上,当光固化材料由液体转化为固体时,会与离型膜组件270粘合在一起,通过驱动成型平台410沿Z轴方向移动,将光固化材料的辐射固化层剥离离型膜组件270后,上移一定的距离,同时液态的光固化材料回流将此距离空间填充,然后对光固化材料继续辐射,从而逐层形成完整的打印件。
其中,料盘框210具有透明底部,料盘框210用于盛放光固化材料,光固化材料包括任何易于光固化的液体材料,例如光固化树脂液,或者是掺杂了添加剂、染料、颜料等混合材料的树脂液等。料盘框210可以是整体透明或者是仅仅底部透明,在料盘框210内设置离型膜组件270,能够实现快速剥离打印中间产物,从而提高打印效率和打印质量。
如图79-图82以及图84和图86所示所示,根据本申请实施例的屏幕机构700,包括基屏幕组件710、控制单元以及支撑件720。
具体地,机架100限定出容纳腔和与容纳腔连通的贯通开口111,贯通开口111开设在基板110上;屏幕组件710 设于机架100,具体可以设置在基板110上,屏幕组件710通过第一连接线与第一接头730电性连接,第一接头730位于容纳腔中;控制单元设于容纳腔中,控制单元通过第二连接线与第二接头电性连接,第二接头与第一接头730插接;支撑件720可活动地设于机架100上,具体可以设置在基板110上,支撑件720的部分经由贯通开口111处伸入容纳腔中以支撑第二接头,支撑件720配置为可朝向远离容纳腔的方向移动。
展开来说,屏幕组件710设于容纳腔外,屏幕组件710通过第一连接线与第一接头730电性连接,控制单元通过第二连接线与第二接头电性连接,第二接头与第一接头730插接且电性导通,从而实现屏幕组件710与控制单元的电性导通,支撑件720可活动地设于机架100上,在需要将屏幕组件710拆下时,移动支撑件720,使得支撑件720带动第一接头730和第二接头移向贯通开口111处,方便将第一接头730和第二接头从容纳腔中移动出来,进而便于快速拆开和插接,进行屏幕组件710的拆卸更换,再将需要更换的屏幕组件710的第一接头730与第二接头插接安装之后,再移动支撑件720,将第一接头730和第二接头放入容纳腔中。其中,屏幕组件710包括屏幕711。
可以理解的是,可以是驱动机构驱动支撑件720移动,还可以是人工手动实现支撑件720的移动。
根据本发明实施例的屏幕机构700,在需要将屏幕组件710拆下时,移动支撑件720,使得支撑件720带动第一接头730和第二接头移向贯通开口111处,方便将第一接头730和第二接头从容纳腔中移动出来拆开,进行屏幕组件710的拆卸更换,再将需要更换的屏幕组件710的第一接头730与第二接头插接安装之后,再移动支撑件720,将第一接头730和第二接头放入容纳腔中,从而方便地实现屏幕组件710的拆换,简化了拆装过程。
如图79、图81和图82所示,根据申请实施例的屏幕机构700,支撑件720包括相互连接的封盖部721和安装部722,封盖部721封盖贯通开口111,安装部722上设有安装孔7221,第二连接线穿设于安装孔7221中。
根据本发明实施例的屏幕机构700,通过设置封盖部721封盖贯通开口111,一方面防止容纳腔中的电器元件裸露在外,防止产生安全事故,另一方面通过封盖部721封盖贯通开口111,防止灰尘杂物等进入影响屏幕机构700 的正常运行。
在一些实施例中,机架100上设有第一磁力件170,封盖部721上设有第二磁力件7211,第一磁力件170和第二磁力件7211相对设置且可吸附。如此能够保障基板10和封盖部721之间的稳固性,在封盖部721封盖贯通开口111时,第一磁力件170和第二磁力件7211吸附,防止封盖部721松动晃动,在需要移开封盖部721时,只需用力克服第一磁力件170和第二磁力件7211之间的磁力吸附,即可将封盖部721拆下,拆卸和安装过程都得到了简化,提升了用户使用的便利性。
需要说明的是,可以是第一磁力件170和第二磁力件7211中的一个是磁铁,另外一个是可被磁铁吸附的物质例如铁合金、镍合金以及钴合金;还可以是第一磁力件170和第二磁力件7211中的两个均是磁铁。
在一些实施例中,结合图99和图102,支撑件720可包括插接扣723,机架100上开设有与插接扣723对应的插接孔101,支撑件720通过插接扣723与插接孔101的配合相对于机架100可拆卸。具体可将插接扣723插设于对应的插接孔101中,或自对应的插接孔101拔出。其中,插接扣723和插接孔101的数量均可以为一个或者多个。如上图所示的实施例中,支撑件720的封盖部721设置有四个互相间隔的插接扣723,相应地,机架100上对应位置处开设有四个相应的插接孔101,基于结构之间的互相配合考虑,其中的两个插接扣723设置于封盖部721和安装部722的连接位置处,并沿安装部722的延伸方向而延伸,当然,在其它实施例中也可根据实际需求进行调整,此处不做限定。
进一步地,插接扣723可包括插接部7231和插接凸起7232,相应地,插接孔101的内壁面可具有与插接部7231对应的插接面102,及与插接凸起7232对应的避让面103。需要说明的是,在插接扣723插入插接孔101的过程中,在插接面102的抵持作用下,插接凸起7232产生相应的弹性变形以进行让位,直至插接凸起7232移动至避让面103处可恢复原始形状并与避让面103卡接,从而完成插接。而在将插接扣723拔出插接孔101的过程中,在插接凸起7232沿避让面103的避让方向滑动至与插接面102抵接并产生弹性变形进行让位,然后沿插接面102继续滑动至自插接孔101内拔出。
如图79和图80所示,根据申请实施例的屏幕机构700,第一接头730上设有间隔的第一配合部731和插针732,第二接头上设有间隔的插孔和第二配合部,插针732插入插孔中,且第一配合部731和第二配合部卡接配合。如此,能够通过插针732和插孔的配合,实现第一接头730和第二接头的电性连接,通过第一配合部731和第二配合部的卡接连接,实现第一接头730和第二接头的稳固连接,防止第一接头730和第二接头松动,造成接触不良。
可以理解的是,第一配合部731和第二配合部的结构具有多种形式,例如,第一配合部731构造成两个相对的限位凹槽,第二配合部构造成两个相对的弹性卡扣,弹性卡扣构造为可按压结构,通过上下方向的按压可使得第二配合部压入第一配合部731中,在需要将第一接头730和第二接头拆开时,可以通过按压弹性卡扣将第一配合部731和第二配合部拆开。
如图79、图83-图84所示,根据本申请实施例的屏幕机构700,屏幕组件710沿第三方向可移动地设于机架100上,屏幕组件710包括安装支架712以及固定于安装支架712上的屏幕711,机架100上还设有复位件180,复位件180沿第三方向抵持于安装支架712和机架100之间。通常第三方向为上下方向,如此设置,可以使得屏幕711可以上下浮动,可以缓冲成型平台对屏幕711施加的压力,防止屏幕711受到损伤。通常,屏幕组件710包括从下至上依次层叠的菲涅尔屏713、玻璃盖板714以及屏幕711。其中,图84示出了第三方向,在本实施例中,第三方向为上下方向。
在一些实施例中,机架100上沿周向设有多个复位件180,多个复位件180均匀分布。
如图79、图84、图85和图87所示,在一些实施例中,机架100上还设有压力传感器190,复位件180止抵于压力传感器190上。
在一些实施例中,安装支架712上设有第一吸附件7121,基板110上设有第二吸附件112,第一吸附件7121和第二吸附件112相对且可吸附。其中,第一吸附件7121和第二吸附件112中的一个是电磁铁,另外一个是可被磁铁吸附的物质例如铁合金、镍合金以及钴合金。
在打印时,成型平台410需要下移到料盘框210中,成型平台410的成型面4121具有一定的平面度误差,例如存在左侧低右侧高、左侧高右侧低、前高后低或前低后高等情况;成型平台410的成型面4121与料盘框210的底部紧密贴合时,推动料盘框210向下移动,从而推动料盘框210下的屏幕组件710,进而触动复位件180向下倾斜,并触发压力传感器190,此时压力传感器190通过测得的数据记录最大位移量和最小位移量并传递给控制机构600。若最大位移量超出预设区间,控制机构600则控制报警模块进行报警提示。
若最大位移量符合预设区间,此时读取最小位移量是否已达到预设区间,若已经达到,则可以确定成型平台410 的各个部分均触碰到料盘框210的底部,此时成型平台410的成型面4121分别与料盘框210底部和屏幕711保持平行,进行曝光处理,打印首层打印件。打印完首层后,成型平台410逐渐上升,压力传感器190和复位件180恢复保持在首次打印的位置,成型平台410的成型面4121脱离料盘框210的底面;继续打印第二层,打印第二层时,成型平台410 下降过程中,压力传感器190记录位移量,同时复位件180向原始位置逐步恢复一定的位移量。重复上速打印,到底 n层时,此时料盘框210和屏幕711已恢复至初始位置,成型平台410已打印足够的误差量的三维物件,寻零完成,寻零完成后,通过第一吸附件7121和第二吸附件112的配合,锁紧屏幕711,便于后续的正式打印。
如图83和图84所示,在一些实施例中,安装支架712上设有导向柱7122,导向柱7122与压力传感器190间隔,复位件180包括弹簧,弹簧套设于导向柱7122上,如此一方面能够通过导向柱7122对弹簧进行导向的作用,又可以有空间使得弹簧可以被压缩。
如图79所示,在一些实施例中,机架100包括箱体和基板110,基板110和箱体共同限定出容纳腔,基板110上设有沿第三方向贯穿的导向槽113,屏幕组件710可活动地卡设于导向槽113中,通过导向槽113对屏幕组件710进行导向,防止屏幕组件710在寻零过程中发生偏移而卡滞,无法复位。
如图79、图81和图82所示,在一些实施例中,基板110背离安装支架712的一侧设有固定架114,固定架114与安装支架712相对设置,压力传感器190设于固定架114上。如此通过合理的布置,实现了压力传感器190与复位件180 之间的配合,简化了结构和装配过程。
根据本申请实施例的三维打印设备,包括如上述的屏幕机构700、料盘框210以及平台机构400。料盘框210设于屏幕机构700的上方,料盘框210与屏幕组件710连接,料盘框210中设有可拆卸的离型膜组件270,平台机构400可移动地设于料盘框的上方。在需要将屏幕组件710拆下时,移动支撑件720,使得支撑件720带动第一接头730和第二接头移向贯通开口111处,方便将第一接头730和第二接头拆开,进行屏幕组件710的拆卸更换,再将需要更换的屏幕组件710的第一接头730与第二接头插接安装之后,再移动支撑件720,将第一接头730和第二接头放入容纳腔中,从而方便地实现屏幕组件710的拆换,简化了拆装过程。
本申请实施例还提供一种三维打印方法,能够应用在本申请实施例提供的三维打印设备中。如图88和89所示,三维打印方法包括自动补液步骤S300,自动补液步骤S300包括:
步骤S301,获取主槽211内打印材料的液位信息。
检测组件530用于获取主槽211内打印材料的液位信息,液位信息至少包括主槽211内打印材料的液位值。检测组件530在获取到液位信息后将其传输给三维打印设备的控制机构600,以便于控制机构600进行数据处理和决策。
步骤S302,对液位信息与预设液位信息比较,生成比较结果。
预设液位信息可以根据需要进行设置而存储在三维打印设备的存储器中,预设液位信息至少包括预设液位值、预设液位区间,控制机构600会调取三维打印设备的存储器中储存的预设液位信息,将其与液位信息进行比较,生成比较结果以确定是否需要向主槽211中加液。
步骤S303,依据比较结果控制截流组件510封堵或打开通道212。
控制机构600会根据比较结果控制截流组件510封堵或打开通道212。在三维打印设备工作过程中,如果检测组件530获取到当前主槽211内的打印材料的液位信息对应的液位值高于预设液位信息对应预设液位值,说明当前主槽 211内的液位较高,控制机构600控制截流组件510封堵住料盘200的副槽213和主槽211之间的通道212,副槽213的打印材料无法流向主槽211中;如果检测组件530获取到当前主槽211内的打印材料的液位信息对应的液位值小于预设液位信息对应预设液位值,说明当前主槽211内的液位较低,则控制截流组件510打开料盘200的副槽213和主槽211 之间的通道212,副槽213中的打印材料流向主槽211,实现对主槽211的加液。本实施方式的三维打印方法,可以根据主槽211内的打印材料的液位信息来控制截流组件510封堵或打开通道212,可以自动化地实现对主槽211内打印材料的添加补充,提高了作业效率,减少了人力成本。
在一实施例中,自动补液步骤S300可以应用于三维打印设备的首次打印之前。当然,本实施例中并不限定每次打印开始之前都执行自动补液操作,例如本领域技术人员可以根据需要来进行具体的设定。
具体地,在自动补液步骤S300可以应用于三维打印设备的首次打印之前的情况下,预设液位信息包括第一预设液位信息和第二预设液位信息,其中第一预设液位信息至少包括对应的第一预设液位值,第二预设液位信息至少包括对应的第二预设液位值。此时,依据比较结果控制截流组件510封堵或打开通道212的步骤包括:若比较结果为液位信息对应的液位值低于第一预设液位信息对应的第一预设液位值,控制截流组件510打开通道212;若比较结果为液位信息对应的液位值高于第二预设液位信息对应的第二预设液位值,控制截流组件510封堵通道212,三维打印设备开始打印。其中通过第一预设液位信息和第二预设液位信息限定了主槽211中满足首次打印工作的液位条件,当液位信息满足首次打印工作的液位条件时,则三维打印设备开始可以进行打印,如果液位信息不满足首次打印工作的液位条件,则需要通过控制截流组件510打开通道212,对主槽211进行加液。通过本实施方式可以针对首次打印前料盘200的主槽211中低液位工况和高液位工况两种工况来执行对应的策略,例如,若液位信息对应的液位值低于第一预设液位信息对应的第一预设液位值,此时即为低液位工况,对应的执行策略为控制截流组件510打开通道212 以向主槽211中加液;液位信息对应的液位值高于第二预设液位信息对应的第二预设液位值,此时即为高液位工况,对应的执行策略则为控制截流组件510封堵通道212以停止向主槽211中加液。其中第一预设液位信息和第二预设液位信息可以根据需要来进行配置。
进一步地,如图88所示,在自动补液步骤S300之前,三维打印方法还包括:
步骤S200,检测料瓶542是否安装到位。若料瓶542安装到位,则执行自动补液步骤S300;若料瓶542未安装到位,则保持通道212打开。
可选地,检测料瓶542是否到位可以通过加液组件540的第三感测器547来实现,当料瓶542到位后,料瓶542触发第三感测器547,第三感测器547会生成料瓶到位感测信号,并发送料瓶到位感测信号给三维打印设备的控制机构 600,三维打印设备会继续执行后续的自动补液步骤S300,其中料瓶542到位应当理解为料瓶542达到工作位置;若料瓶542未到位,料瓶542不会触发第三感测器547,控制机构600不会收到料瓶到位感测信号,控制机构600控制截流组件510保持打开通道212的状态。
可选地,检测料瓶542是否到位可以通过加液组件540的料瓶标识548和料瓶读取器548来实现,当料瓶542到位后,料瓶读取器548会感应到料瓶标识548,料瓶读取器548会生成料瓶到位感测信号,并发送料瓶到位感测信号给三维打印设备的控制机构600,三维打印设备会继续执行后续的自动补液步骤S30;若料瓶542未到位,料瓶读取器 548无法感应到料瓶标识548,控制机构600不会收到料瓶到位感测信号,控制机构600控制截流组件510保持打开通道212的状态。
进一步地,在检测到料瓶542未安装到位的情况下,则保持通道212打开,此时继续执行以下步骤:
步骤S210,将液位信息与第三预设液位信息比较,若液位信息对应的液位值小于第三预设液位信息对应的第三预设液位值,则输出提示信息,以提醒补充打印材料,若液位信息对应的液位值大于或等于第三预设液位信息对应的第三预设液位值,三维打印设备开始打印。输出提示信息的具体方式包括但不限于界面显示、声音提示及灯光提示。本实施方式给出了即使料瓶542没有安装到位,三维打印设备依然可以开始打印工作的具体要求。其中第三预设液位信息可以根据需要来进行配置。
进一步地,如图88所示,在检测料瓶542是否安装到位的步骤S200之前,三维打印方法还包括:
步骤S100,检测料盘200是否安装到位;若料盘200安装到位,则执行步骤200;若料盘200未安装到位,则输出提示信息,以提醒料盘200未就位。输出提示信息的具体方式包括但不限于界面显示、声音提示及灯光提示。
在一实施例中,自动补液步骤S300还可以应用于三维打印设备的打印过程中。当然,本实施例中并不限定所以的打印过程都执行自动补液操作,例如本领域技术人员可以根据需要来进行具体的设定。
具体地,在自动补液步骤S300可以应用于三维打印设备的打印过程中的情况下,预设液位信息可以包括第四预设液位信息,第四预设液位信息至少包括对应的第四预设液位值;此时,获取主槽211内打印材料的液位信息的步骤S301包括:获取每次打印过程中剥离完成后主槽211内打印材料的液位信息。依据比较结果控制截流组件510封堵或打开通道212的步骤S300包括:将液位信息与第四预设液位信息比较,并执行下一次打印过程;若液位信息对应的液位值大于或等于第四预设液位信息对应的第四预设液位值,则控制截流组件510保持通道212关闭;若连续预设次数的打印过程中,液位信息对应的液位值均小于第四预设液位信息对应的第四预设液位值,则控制截流组件510 打开通道212第一预设时间。其中第四预设液位信息、预设次数和第一预设时间可以根据需要来进行配置。
在一个实施例中,如图90所示,提供了一种三维打印设备的寻零控制方法,应用于如上任一种三维打印设备,该三维打印设备的光照机构包括光源和曝光装置,上述方法包括:
S402,在三维打印设备的平台机构和三维打印设备的曝光装置处于贴合状态的情况下,控制三维打印设备的曝光装置进行曝光以形成初始打印层;其中,所述平台机构和所述曝光装置中的至少一个为浮动组件;
其中,曝光装置可以为曝光屏幕,例如可以为LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机电激光显示器)屏幕、LCOS(LiquidCrystal On Silicon,硅上液晶)屏幕、Micro-Led(micro light emitting diode,微发光二极体)屏幕、Mini-Led(mini light emitting diode,次毫米发光二极体)屏幕、和SXRD(Silicon X-Tal Re-Flective Display,硅晶反射显示器)屏幕等。进一步的,曝光装置也可以指光源投图的曝光面,例如在投影式光源的基础上,曝光面即为料盘的底面,在采用屏幕类作为显示光源的情况下,曝光面即为屏幕的显示面。浮动组件是指可以根据外力而发生位移的器件,在本实施例中,平台机构和曝光装置中至少存在一个为浮动组件。换言之,以平台机构上下移动为基准,平台机构可以沿上下方向可移动设于平台安装结构上,曝光装置可以沿上下方向可移动的设置在三维打印设备的机架上。举例而言,在只有曝光装置为浮动组件的情况下,平台机构下降并与浮动组件接触,浮动组件受到平台机构的推力也随之发生位移,并与平台机构逐渐贴合。进一步的,在曝光装置为浮动组件的情况下,曝光装置沿第一方向可移动地设于三维打印设备的安装座上;曝光装置包括安装支架以及固定于安装支架上的屏幕,安装座上还设有弹性件,弹性件沿第一方向抵持于安装支架和安装座之间。基于此,屏幕可以浮动,并改变倾斜程度。同理,在平台机构为浮动组件的情况下,也存在类似结构使得平台机构可以在一定区间内改变其倾斜程度。贴合状态是指两者间的贴合程度处于符合设定要求的状态,在本申请中平台机构的成型面和曝光装置间还包括料槽的底部结构。
可选的,本实施例中,上述的三维打印设备可以为光固化三维打印设备,光固化三维打印设备利用紫外光或其他特定波长范围的光源照射液态光敏树脂并引发光化学反应,使被曝光区域的光固化树脂固化成型,逐层固化后即可得到待成型三维物体。在逐层成型三维物体的过程中,首先成型的固化层需要牢固粘结在成型平台的成型面上,以作为后续层的成型基础。
本实施例中,三维打印设备的平台机构和三维打印设备的屏幕处于贴合状态可以为三维打印设备的平台机构和屏幕平行或接近平行(也即平台机构和屏幕间的夹角小于预设值)。如图91所示,图91为平台机构10与曝光装置20 不平行的情况,曝光装置20受限位部30限位。如果是现有技术,则平台机构10下压后,会压坏曝光装置20或者打印固化粘贴受力不一致,可能导致粘贴不均匀。而本申请中,如果平台机构10与水平面的角度不能变化而曝光装置20 与水平面的角度可以变化,那么,当平台机构10和曝光装置20贴合时,曝光装置20会受到平台机构10施加的力而偏离原本的位置,如图92所示,曝光装置20被平台机构10下压离开初始位置,并形成第一层的打印件(或称初始打印层)40。如图93所示,则是平台机构10与曝光装置平行,并形成第一层的打印件40的情况。
本实施例中,如果平台机构和曝光装置处于贴合状态的情况下,控制三维打印设备的曝光装置进行曝光以形成初始打印层,例如如图92中的初始打印层40。
在一个具体示例中,在控制三维打印设备的曝光装置进行曝光以形成初始打印层之前,还包括:
控制平台机构进行初次移动,直至平台机构和曝光装置处于贴合状态;其中,在初次移动过程中,设置在平台机构和曝光装置间的料盘中无打印材料。
具体的,若平台机构和曝光装置间的料盘中存储有打印材料(如树脂等),其对曝光屏幕的力较大,容易损坏曝光屏幕。而若平台机构和曝光装置间的料盘中未存储打印材料,曝光装置(屏幕)受到平台机构的力较小,可有效避免屏幕损坏。
S404,控制平台机构移动至预设位置,且控制曝光装置进行曝光以形成当前打印层,并完成当前轮次的打印动作;预设位置为根据当前的打印层数确定;
在完成初始打印层的打印之后,可以继续进行后续的一层或多层的打印层的打印。可以将每一层的打印动作作为一个轮次的打印动作,经过多个轮次的打印动作则表示打印了多层。在执行每一个轮次的打印动作时,先调整平台机构的位置,具体为平台机构中的成型平台的位置,将其调整到预设位置,然后进行当前轮次的打印动作。调整到的预设位置即根据当前的打印层数确定。例如,在打印了初始打印层后,进行第二轮次的打印时,将成型平台向上调整一个层厚的距离,到达预设位置,进行第二轮次的打印。如果进行第三轮次的打印,则将成型平台相比于第一轮次的打印的位置向上调整两个层厚的距离。也就是说,在每一个打印轮次的打印时,成型平台相比于初始打印层的打印轮次,向上调整N-1个层厚的距离,N为当前的打印轮次。又如,在打印了初始打印层后,进行第二轮次的打印时(即打印第二层时),按照三维打印设备中预设设置的打印第二层的成型平台所处位置,控制成型平台向上移动至该位置;在进行第N轮次的打印时(即打印第N层时),按照三维打印设备中预设设置的打印第N层的成型平台所处位置,控制成型平台向上移动至该位置,N为当前的打印轮次。
需要说明的是,控制平台机构移动至预设位置,可以采用本领域任意一种运行轨迹,只要最终停止的位置为该预设位置即可,在此不做过多限定。
在一个具体示例中,控制平台机构移动至预设位置,包括:
获取平台机构的初次移动距离,并根据初次移动距离以及当前的打印层数,控制三维打印设备的平台驱动机构移动,以使成型平台移动至预设位置。
具体的,可以通过本领域任意一种方式获取该初次移动距离,例如通过位移传感器或电机转动次数等方法进行获取初次移动距离。每一个打印层都对应有具体的层厚,根据初始移动距离以及打印层数即可确定成型平台的移动目标位置(也即预设位置)。本实施例通过平台驱动机构(或称升降机构)中的电机进行控制并将平台移动至目标位置,能够准确的控制位移量。
S406,执行下一轮次的打印动作直至发生预设事件。
如果不触发预设事件,则会按照轮次重复进行打印动作,因此需要设置预设事件,来停止不断重复的打印动作。预设事件可以预先设置,设置后,也可以根据实际情况进行调整。
上述方法通过配合浮动组件进行打印的方式,使得平台机构的成型面和曝光装置保持平行,能够快捷便利的实现寻零,提高了后续打印的打印质量且降低了打印失败的概率。
本实施例中,上述的三维打印设备的平台机构和三维打印设备的曝光装置是否处于贴合状态要进行判断。判断的依据可以为以下量值中的一种或多种确认:曝光装置的第一位移量、曝光装置受到的第一压力量、平台机构的第二位移量和平台机构受到的第二压力量。
如果是平台机构与水平面的角度不能变化(具体为平台机构的成型平台与水平面的角度不能发生变化)而曝光装置与水平面的角度可以变化,那么,曝光装置会相对于初始位置产生位移量,该位移量作为第一位移量。如果是平台机构与水平面的角度可以变化而曝光装置与水平面的角度不可以变化,那么,平台机构会相对于其应当处于的预设位置产生位移量,该位移量作为第二位移量。需要说明的是,其应当处于的预设位置为可以根据打印机的控制器获取得到。第二位移量也可以根据压力传感器或者是位移传感器得到。无论是平台机构与水平面的角度可以变化还是曝光装置与水平面的角度可以变化,平台机构和曝光装置之间会彼此施加作用力,曝光装置受到的平台机构的压力即为第一压力量,平台机构受到的曝光装置的压力即为第二压力量。
本实施例中,上述的第一位移量和第二位移量均包含了最大位移量与最小位移量。在平台机构下移的过程中,获取曝光装置(如屏幕)的第一位移量中的最大位移量与最小位移量,在最大位移量满足第一条件且最小位移量满足第二条件的情况下,确定平台机构与曝光装置(如屏幕)贴合;或者在平台机构下移的过程中,获取平台机构的第二位移量中的最大位移量与最小位移量,在最大位移量满足第三条件且最小位移量满足第四条件的情况下,确定平台机构与曝光装置贴合。
第一位移量或第二位移量可以通过位移传感器来获取。通过在曝光装置(如屏幕)上或者在平台机构上设置位移传感器,从而获取曝光装置(如屏幕)的第一位移量或者平台机构的第二位移量。第一位移量或第二位移量也可以通过压力传感器获取。通过压力传感器确定受到的压力量,然后通过压力量与位移量的对应关系,确定出曝光装置(如屏幕)的第一位移量或平台机构的第二位移量。
对于获取的第一位移量的最大位移量和最小位移量,如果最大位移量满足第一条件且最小位移量满足第二条件,则认为平台机构和曝光装置(如屏幕)贴合。或者对于上述第二位移量的最大位移量和最小位移量,如果最大位移量满足第三条件且最小位移量满足第四条件,则认为平台机构和曝光装置(如屏幕)贴合。
本实施例中,上述第一条件、第二条件、第三条件和第四条件可以包括一个范围或者包括一个阈值。换言之,第一条件包括落入第一区间或小于第一阈值,第二条件包括落入第二区间或大于第二阈值,第三条件包括落入第三区间或小于第三阈值,第四条件包括落入第四区间或大于第四阈值。举例而言,如果是范围,则最大位移量位于一个范围内,最小位移量位于另一个范围内,则视为满足条件,如果包括阈值,则最大位移量应小于一个阈值,最小位移量应大于一个阈值,则认为满足条件。需要说明的是,若第一条件、第二条件未同时满足,则需要重新进行寻零控制。若第三条件、第四条件未同时满足,则需要重新进行寻零控制。上述第一区间的平均取值大于第二区间的平均取值,第一阈值大于第二阈值。第三区间的平均取值大于第四区间的平均取值,第三阈值大于第四阈值。进一步地,第二条件还可以包括最小位移量维持落入第二区间的时长达到预设时长。第四条件还可以包括最小位移量维持落入第四区间的时长达到预设时长。需要说明的是,在一个具体实施例中,为了使得满足第一条件和第二条件,可以进行如下操作:控制平台机构下移,并判断最小位移量是否会落入第二区间,若是则控制平台机构停止移动,接下来判断最小位移量是否能够维持落入第二区间的时长达到预设时长,若否则控制平台机构上升或下降以使最小位移量落入第二区间,若是则判断最大位移量是否落入第一区间或大于第一阈值。在最大位移量未落入第一区间或大于第一阈值的情况下,则寻零失败。若最大位移量落入第一区间或小于或等于第一阈值,则控制曝光装置进行曝光以形成当前打印层,并完成当前轮次的打印动作。
本实施例中,还可以根据第一压力量或第二压力量确定平台机构和曝光装置(如屏幕)是否贴合。以曝光装置为屏幕举例,当平台机构和屏幕互相接触后,平台机构和屏幕之间会彼此施加作用力,屏幕受到的平台机构的压力即为第一压力量,平台机构受到的屏幕的压力即为第二压力量。本实施例中,上述的第一压力量和第二压力量均包含了最大压力量与最小压力量。在平台机构下移的过程中,获取屏幕的第一压力量中的最大压力量与最小压力量,在最大压力量满足第五条件且最小压力量满足第六条件的情况下,确定平台机构与屏幕贴合;或者在平台机构下移的过程中,获取平台机构的第二压力量中的最大压力量与最小压力量,在最大压力量满足第七条件且最小压力量满足第八条件的情况下,确定平台机构与屏幕贴合。
第一压力量或第二压力量可以通过压力传感器来获取。通过在屏幕上或者在平台机构上设置压力传感器,从而获取屏幕的第一压力量或者平台机构的第二压力量。第一压力量或第二压力量也可以通过位移传感器获取。通过位移传感器确定移动的位移量,然后通过位移量与压力量的对应关系,确定出屏幕的第一压力量或平台机构的第二压力量。
对于获取的第一压力量的最大压力量和最小压力量,如果最大压力量满足第五条件且最小压力量满足第六条件,则认为平台机构和屏幕贴合。或者对于上述第二压力量的最大压力量和最小压力量,如果最大压力量满足第七条件且最小压力量满足第八条件,则认为平台机构和屏幕贴合。
本实施例中,上述第五条件、第六条件、第七条件和第八条件可以包括一个范围或者包括一个阈值。换言之,第五条件包括落入第五区间或小于第五阈值,第六条件包括落入第六区间或大于第六阈值,第七条件包括落入第七区间或小于第七阈值,第八条件包括落入第八区间或大于第八阈值。如果是范围,则最大压力量位于一个范围内,最小压力量位于另一个范围内,则视为满足条件,如果包括阈值,则最大压力量应小于一个阈值,最小压力量应大于一个阈值,则认为满足条件。
在一个具体实施例中,上述的预设事件可以包括完成预设层数的打印动作和/或平台机构的当前成型面与曝光装置(如屏幕)的浮动基板平行。
如果预设事件为完成预设层数的打印动作,那么,包括打印初始打印层在内的第一次打印动作和后续的多次打印动作,总打印次数达到预设层数即视为发生预设事件,并停止打印。如果预设事件为平台机构的当前成型面与曝光装置(如屏幕)的浮动基板平行,那么,在打印时,不会考虑打印层数,而是重复打印动作,直到平台机构的当前成型面与曝光装置(如屏幕)的浮动基板平行,则视为发生预设事件。需要说明的是,预设层数对应的数值是确定的,例如数值m可以为10/20/30层,若打印件存在低精度区域,可以通过打印低精度区域实现寻零。预设层数对应的数值可以根据加工误差和装配误差进行确定。
在一个实施例中,该寻零控制方法还包括:
控制成型平台向曝光装置移动,直至成型平台的多个预设目标位置均受到作用力;
调整成型平台的水平度,以使各预设目标位置受到的作用力间的差值小于预设阈值。
其中,多个预设目标位置可以分布于成型平台的成型面的不同部位。例如可以分布在成型平台的边角上。任一预设目标位置与其处于对角的另一预设目标位置基于成型面的中心点呈对称关系。
具体的,成型平台可以为长方体,可以划分为四个相等的区域,预设目标位置的数量可以为4个,可以理解的,预设目标位置的数量也可以为6个、8个等,分别分布在成型平台的四个区域内。在3D打印机置于水平面的情况下,控制成型平台向曝光装置移动也即控制成型平台下移,下移的过程中会受到下方结构的作用力。当各个预设目标位置均受到作用力的情况下停止移动。需要说明的是,若受到的作用力大于或者等于警报值,成型平台停止运动并发出预警信息。
需要说明的是,调整成型平台的水平度是利用其处于对角的两个预设位置受到的作用力进行调整,使得作用力的差值足够小,差值可以为1N以下的值,如0.1N、0.2N、0.3N等。在两组对角的差值均小于预设阈值的情况下,则认为成型平台已经调平完毕。作用力的检测可以通过钢制传感器进行检测,或者也可以采用位移传感器进行检测,在位移相同的情况下,可以认为作用力也相同,而存在位移量时,也可以认为是受到作用力。
进一步的,上述“控制成型平台向所述曝光装置移动,直至成型平台的多个预设目标位置均受到作用力”可以定期进行,若作用力不符合设定要求,则可以发出提示信号或上传提示信号至云服务器中。在通常情况下,掉板是3D打印的一个通常问题,而通过获取到作用力的数值,则可以进一步的排查出掉板的原因。在一个具体实施例中,在完成调整成型平台的水平度之后,还会进行一次重复检测,也即控制成型平台下移,并检测多个预设目标位置的作用力是否符合设定要求。需要理解的是,设定要求可以根据实际场景进行自行设置,在此不做具体的限定。
在一个实施例中,如图94所示,在控制三维打印设备的曝光装置进行曝光以形成初始打印层之前,该方法还包括:
S400,控制平台机构按照预设速度下移目标距离;
S401,在平台机构下移目标距离后,控制平台机构继续下移,直到平台机构和曝光装置处于贴合状态。
具体地,初始状态下,平台机构和曝光装置(如屏幕)之间有一定的距离,平台机构会先按照预定的速度下移,直到和曝光装置(如屏幕)贴合。下移过程中,先进行第一阶段的下移,即下移目标距离,然后,再进行第二阶段的下移,在第二次下移的过程中,会检测平台机构和曝光装置(如屏幕)是否贴合。
本实施例中,在平台机构进行第一阶段的下移的过程中,可以下移多个距离段,下移的距离段的总距离为目标距离。多个距离段可以有不同的下移速度。
在第一阶段下移结束后,可以在开始第二阶段的下移之前,对平台机构和料盘进行残渣检测,如果没有残渣,可以进行第二阶段的下移,如果有残渣,则停止第二阶段的下移,平台机构上移到初始位置。
当平台机构与曝光装置(如屏幕)贴合之后,在曝光装置(如屏幕)与水平面的角度处于变化状态,平台机构与水平面的角度固定的情况下,为屏幕施加还原力,其中,还原力为屏幕的角度变化后,促使屏幕的角度还原的力;或者在平台机构与水平面的角度处于变化状态,屏幕与水平面的角度固定的情况下,为平台机构施加还原力,其中,还原力为平台机构的角度变化后,促使平台机构的角度还原的力。
本实施例中的还原力可以通过弹性件如弹簧,磁铁,通电电路中的至少一种来提供还原力,促使屏幕或者平台机构与水平面的角度还原为贴合前的角度。还原力的大小可以调整。
在其中一个实施例中,在完成寻零的情况下,也即发生上述预设事件的情况下,锁紧所述平台机构或所述曝光装置,从而在曝光形成打印件时,平台机构与屏幕不会移动,以提高打印产品的成型精度以及具有辅助排液的作用。
在曝光形成第一层打印件后,控制平台机构上移,并曝光形成多层打印件,直到完成预设层数的打印件或平台机构的当前成型面与屏幕的浮动基板平行。控制平台机构上移有两种方法:在曝光形成第一层打印件后,控制平台机构逐渐上升,并每上升一个层厚的距离曝光打印一次,直到完成预设层数的打印件或平台机构的当前成型面与屏幕的浮动基板平行;或者在曝光形成第一层打印件后,控制平台机构执行第一动作,并每执行一次第一动作曝光打印一次,直到完成预设层数的打印件或平台的当前成型面与屏幕的浮动基板平行,其中,第一动作包括先上升大于一个层厚的高度,再下降到距离上一层打印件一个层厚的位置。
图95是本实施例的三维打印设备的仰视图,打印机包括:料盘10,用于承载光敏树脂;平台机构(图95未示出),具有成型面,该成型面用于承载3D打印产品;平台驱动机构(图95未示出),用于驱动平台机构沿打印方向(即上下方向)移动;曝光装置20,用于形成曝光图像;传感器30,图中示出的是位移传感器,其通过夹具40固定于安装板50上。需要说明的是,曝光装置接受光源的投射光,并向料盘10投射待打印件对应的曝光图像。
本实施例中,三维打印设备还包括磁性元件60,用于锁紧曝光装置,便于打印。在寻零完成后,用磁性元件固定屏幕,进行后续的打印。
在一个实施例中,在寻零开始时,平台机构可以先快速下降,然后慢速下降,下降后进行残渣检测,如果无残渣,则超慢速下降以进行平台寻零,并根据位移传感器的读数判断平台机构和曝光装置是否贴合。在安装平台机构后并一键寻零时,先记录位移传感器的初始读数,并控制平台机构回零位。在首次曝光前,通过在屏幕周围设置最高限位点和最低限位点,利用弹性件(弹簧)做补偿、通过4个位移传感器进行寻零调整。当平台机构下降时,先以速度V1下降S1,然后以速度V2下降S2,V1大于V2,S1和S2的和为目标距离。接着进行残渣检测,N是预设值。无残渣的情况下开始浮动寻零,以V3的速度下移,V3小于V2。平台机构的成型平面具有一定的平面度误差,例如为左侧低右侧高、左侧高右侧低、前高后低或前低后高的情况。打印平面与料盘的底部紧密贴合时,推动料盘向下,从而推动料盘下的屏幕向下,进而触动位移传感器和弹性组件向下倾斜,发生位移;此时位移传感器记录最大位移量和最小位移量。若最大位移量超出预设区间,则寻零失败,并报警提示,从而检查具体的问题。若最大位移量符合预设区间,此时读取最小位移量是否已达到预设区间,若以达到,则可以确定平台的各个部分均触碰到料盘底部,此时平台机构的成型面与料盘底部和屏幕保持平行,进行曝光处理,打印首层打印件。
打印完首层后,平台机构逐渐上升,位移传感器和弹性件恢复保持在首次打印的位置,打印平面脱离料盘;继续打印第二层,打印第二层时,平台机构移动至第二层打印的预设位置。重复上述打印,到第m层时,寻零完成。经过多层打印,如图96所示,当前成型面与屏幕平行。上述N、S1、S2、S3、V1、V2、V3以及m均可以灵活配置。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本申请并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本申请,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
根据本申请实施例的另一方面,还提供了一种三维打印设备,包括:存储器、处理器、平台机构、料盘、曝光装置、安装座以及用于提供还原力的弹性件;平台机构、料盘、曝光装置沿第一方向依次设置;曝光装置包括安装座和屏幕组件;屏幕组件沿第一方向可移动地设于安装座上,屏幕组件包括安装支架以及固定于安装支架上的屏幕,安装座上还设有弹性件,弹性件沿第一方向抵持于安装支架和安装座之间;存储器存储有计算机程序,计算机程序被处理器运行时执行三维打印设备控制方法。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (55)

1.一种三维打印设备,其特征在于,包括:
机架,包括基板;
料盘,设于所述基板上,用于盛放打印材料,所述料盘上限定有依次连通的主槽、通道和副槽;
光照机构,位于所述料盘的下方以向所述料盘投光;
平台机构,用于逐层粘附所述主槽内的打印材料,以得到打印件;
自动补液机构,包括截流组件,所述截流组件用于封堵或打开所述通道,以使得所述副槽中的所述打印材料通过所述通道流入所述主槽。
2.根据权利要求1所述的三维打印设备,其特征在于,所述自动补液机构还包括检测组件,所述检测组件用于获取所述主槽内打印材料的液位信息,所述截流组件根据所述液位信息封堵或打开所述通道。
3.根据权利要求1所述的三维打印设备,其特征在于,还包括安装板,所述安装板设置在所述基板上,所述截流组件设置在所述安装板上。
4.根据权利要求1所述的三维打印设备,其特征在于,所述截流组件包括依次连接的驱动件、推杆和封堵件,所述封堵件用于与所述通道配合,所述驱动件用于驱动所述推杆带动所述封堵件靠近或远离所述通道,以封堵或打开所述通道。
5.根据权利要求4所述的三维打印设备,其特征在于,所述驱动件用于驱动所述封堵件在封堵所述通道的终止位置与打开所述通道的初始位置之间移动;所述截流组件还包括:
触发件;
第一感测器,用于在所述封堵件到达所述终止位置时与所述触发件作用,输出封堵件终止感测信号;
第二感测器,用于在所述封堵件到达所述初始位置时与所述触发件作用,输出封堵件初始感测信号。
6.根据权利要求5所述的三维打印设备,其特征在于,
所述第一感测器及所述第二感测器均为霍尔传感器,所述触发件为磁性件;或
所述第一感测器及所述第二感测器均为微动开关,所述触发件为拨动件。
7.根据权利要求5所述的三维打印设备,其特征在于,所述截流组件还包括外壳,所述外壳包括具有开口部的容纳空间,所述驱动件、所述触发件、所述第一感测器和所述第二感测器均位于所述容纳空间内,所述推杆贯穿所述开口部,所述推杆用于在所述驱动件作用下自所述开口部伸出或缩回,以使得所述封堵件在所述终止位置和所述初始位置之间运动。
8.根据权利要求4所述的三维打印设备,其特征在于,所述封堵件与推杆可拆卸连接,所述封堵件上设置有第一连接件,所述推杆远离所述驱动件的一端设置有与所述第一连接件相配合的第二连接件。
9.根据权利要求8所述的三维打印设备,其特征在于,所述封堵件包括相互连接的封堵部和套筒,所述套筒远离所述封堵部的一端形成有径向贯通所述套筒筒壁的限位凹部,所述推杆上设置有与所述限位凹部配合的第一限位凸起,在所述封堵件与所述推杆连接的状态下,所述套筒套接在所述推杆远离所述驱动件的一端,且所述第一限位凸起卡入所述限位凹部内以限制所述封堵件的周向转动。
10.根据权利要求4所述的三维打印设备,其特征在于,所述通道上布设有若干凸起线条,所述封堵件外包覆有橡胶套,在所述封堵件封堵所述通道的状态下,所述橡胶套与所述凸起线条过盈配合。
11.根据权利要求1所述的三维打印设备,其特征在于,所述自动补液结构还包括加液组件,所述加液组件包括托架和料瓶,其中:
所述托架包括托板和限位板,所述托板与所述限位板限定出容纳部,所述托板对应所述副槽的位置开设有固定孔,所述容纳部用于容纳料瓶;所述料瓶的瓶口贯穿所述固定孔后伸入所述副槽内。
12.根据权利要求11所述的三维打印设备,其特征在于,所述三维打印设备满足以下各项中的至少一项:
所述限位板上开设有竖直间隙;
所述限位板的内表面上形成有肋条,所述肋条包括自上而下设置的导向段和限位段;
所述限位板的内表面上形成有第一凸起,所述料瓶上设置有与所述第一凸起配合的凹陷部。
13.根据权利要求12所述的三维打印设备,其特征在于,所述副槽内设置有顶杆,
所述料瓶还包括:
单向阀,设置于所述料瓶的瓶口处,所述单向阀用于封堵所述瓶口;
所述料瓶具有工作位置,在所述工作位置下,所述料瓶装配于所述托架且所述第一凸起与所述凹陷部卡接,所述顶杆顶开所述单向阀以打开所述料瓶的瓶口。
14.根据权利要求13所述的三维打印设备,其特征在于,所述料瓶还具有待命位置,所述托架上设置有承托部,在所述待命位置下,所述料瓶装配于所述托架,所述料瓶与所述承托部限位配合,所述单向阀朝向所述副槽的一端高于所述顶杆远离所述副槽的一端。
15.根据权利要求13所述的三维打印设备,其特征在于,所述加液组件还包括第三感测器,当所述料瓶到达所述工作位置后,所述料瓶触发所述第三感测器。
16.根据权利要求11所述的三维打印设备,其特征在于,所述加液组件还包括存储有料瓶标识信息的料瓶标识和用于识别所述料瓶标识信息的料瓶读取器,所述料瓶标识设置于所述料瓶上,所述料瓶读取器设置于所述托架上,所述料瓶标识信息用于记录所述料瓶内打印材料的信息,所述料瓶读取器用于从所述料瓶标识中读取所述料瓶内打印材料的信息。
17.根据权利要求1所述的三维打印设备,其特征在于,还包括设于所述基板上且位于所述料盘与所述光照机构之间的屏幕机构,所述光照机构包括:
罩壳,包括底板和侧壁,所述屏幕机构设置于所述罩壳的顶部;
发光组件,设置于所述底板;
散热组件,包括风机、开设在底板上的进风口和开设在所述侧壁上的出风口,所述进风口和所述出风口分别位于所述屏幕机构的两侧,所述风机用于驱动气流由所述进风口进入所述罩壳内并由所述出风口离开所述罩壳。
18.根据权利要求17所述的三维打印设备,其特征在于,所述散热组件还包括:
导流件,具有导流面,所述导流面用于将由所述进风口进入所述罩壳内的气流导向所述屏幕机构,再经由所述屏幕机构流向所述出风口。
19.根据权利要求18所述的三维打印设备,其特征在于,所述散热组件还包括换热器,所述换热器包括:
蒸发件,设置于所述底板上,用于吸收所述发光组件散发的热量;
冷凝件,设置于所述出风口处;
连接管路,用于连接所述蒸发件和所述冷凝件。
20.根据权利要求19所述的三维打印设备,其特征在于,
所述蒸发件包括热沉,所述发光组件设置于所述热沉上,所述热沉中开设有若干换热通道;
所述冷凝件包括散热翅片;
所述连接管路的一端嵌设于所述热沉内,并与所述换热通道连通,另一端嵌设于所述散热翅片内。
21.根据权利要求1-20任一项所述的三维打印设备,其特征在于,所述平台机构包括成型平台、平台固定架和锁紧机构,所述锁紧机构包括:
锁止件,具有抵接端;
传动组件,一端与所述平台固定架活动连接,另一端与所述锁止件活动连接,并包括至少两个互相铰接的传动件,其中,两个所述传动件之间具有第一铰接轴,所述第一铰接轴具有锁止位;
其中,所述传动组件配置为在所述第一铰接轴位于所述锁止位时,所述抵接端将所述成型平台抵持于所述平台固定架上,且所述成型平台向所述锁止件施加使所述第一铰接轴保持于所述锁止位的力。
22.根据权利要求21所述的三维打印设备,其特征在于,所述第一铰接轴具有解锁位,所述传动组件配置为在所述第一铰接轴位于所述解锁位时,所述抵接端远离所述成型平台。
23.根据权利要求22所述的三维打印设备,其特征在于,两个所述传动件包括第一传动件及第二传动件,所述第一传动件与所述平台固定架之间具有第二铰接轴,所述第二传动件与所述锁止件之间具有第三铰接轴,其中,同时过所述第二铰接轴的轴线与所述第三铰接轴的轴线的平面为中心面,所述锁止位与所述解锁位分别位于所述中心面的两侧。
24.根据权利要求22所述的三维打印设备,其特征在于,所述锁紧机构还包括施力件,所述施力件与所述第一铰接轴连接,用于驱动所述第一铰接轴在所述解锁位及所述锁止位之间切换;和/或
所述锁紧机构还包括限位件,所述限位件开设有定位孔,且一端与所述平台固定架固定连接,另一端向远离所述平台固定架的方向延伸,所述锁止件穿设于所述定位孔内,以限定所述抵接端沿所述定位孔的延伸方向移动。
25.如权利要求21所述的三维打印设备,其特征在于,所述平台固定架包括与所述平台驱动机构连接的主体部,及分别与所述主体部连接的挂接部和限定部;
所述成型平台包括平台本体和与所述平台本体连接的搭接部,其中,所述搭接部用于搭设于所述挂接部,以将所述平台本体挂接于所述平台固定架;
其中,所述限定部用于在所述平台本体通过所述搭接部倾斜挂接于所述平台固定架时,限定所述成型平台的倾斜角度。
26.根据权利要求1-20任一项所述的三维打印设备,其特征在于,所述机架包括卡合件;所述料盘可拆卸地设于所述机架上,所述料盘上设有卡合组件,所述卡合件与所述卡合组件卡接连接,所述卡合组件具有互相连通的安装腔和容纳槽,所述容纳槽内设有可活动的锁止部,所述卡合件上设有与所述锁止部配合的限位槽,在所述料盘安装于所述机架上时,所述卡合件位于所述安装腔中,所述锁止部的部分卡设于所述限位槽中,其中,所述锁止部配置为可朝向远离所述限位槽的方向缩回所述容纳槽。
27.根据权利要求26所述的三维打印设备,其特征在于,所述卡合组件包括第一壳体和第一滑移件,所述第一壳体限定出所述安装腔,所述第一滑移件可活动地套设于所述第一壳体上,所述第一滑移件配置为沿所述第一壳体的轴向移动,所述第一滑移件朝向所述容纳槽的一侧设有定位槽,所述卡合组件具有解锁状态和锁止状态,在所述解锁状态时,所述锁止部朝向所述定位槽缩回并部分嵌入所述定位槽中,在所述锁止状态时,所述定位槽避让所述锁止部,所述锁止部朝向所述限位槽伸出并部分嵌入所述限位槽中。
28.根据权利要求27所述的三维打印设备,其特征在于,所述料盘还包括第二滑移件,所述第二滑移件可移动设于所述安装腔中,所述第二滑移件配置为可沿所述第一壳体的轴向移动,所述卡合组件处于解锁状态时,所述第二滑移件抵于所述锁止部的朝向所述安装腔的一侧,以将所述锁止部抵持于所述第一滑移件和所述第二滑移件之间,所述卡合组件处于锁止状态时,所述第二滑移件的一端止抵于所述卡合件上。
29.根据权利要求28所述的三维打印设备,其特征在于,所述第一壳体限定出第一滑移槽,所述第一滑移件上设有第一导向部,所述第一导向部可移动地卡设于所述第一滑移槽中,所述第一滑移槽中还设有弹性件,所述弹性件沿所述第一壳体的轴向延伸,所述弹性件的两端分别抵于所述第一滑移槽的内壁和所述第一导向部上,所述弹性件保持使所述第一导向部朝远离所述第一滑移槽的内壁移动的趋势。
30.根据权利要求29所述的三维打印设备,其特征在于,所述第一壳体包括沿轴向方向相对的第一端和第二端,在所述料盘安装于所述机架上时,所述第二端靠近所述机架,所述第一滑移件的靠近所述第一壳体的一侧设有导向壁,所述导向壁限定出所述定位槽的部分侧壁,在由所述第二端朝向所述第一端的方向上,所述导向壁朝向逐渐靠近所述第一壳体的外壁方向倾斜,在所述解锁状态时,所述导向壁抵于所述锁止部上,在所述锁止状态时,所述导向壁与所述锁止部间隔。
31.根据权利要求30所述的三维打印设备,其特征在于,所述安装腔内设有第二滑移槽,所述第二滑移件上设有第二导向部,所述第二导向部可滑动地卡设于所述第二滑移槽中,所述第二滑移槽中还设有弹力件,所述弹力件沿所述第一壳体的轴向延伸,所述弹力件的两端分别抵于所述第二滑移槽的内壁和所述第二导向部上,所述弹力件保持使所述第二导向部朝远离所述第二滑移槽的内壁移动的趋势。
32.根据权利要求1-20任一项所述的三维打印设备,其特征在于,所述料盘包括料盘框,所述料盘框中设有离型膜,所述离型膜包括离型膜本体和与所述离型膜本体连接的离型膜标识,所述料盘框限定出所述主槽和所述副槽,所述离型膜本体嵌设于所述主槽中,所述离型膜标识嵌设于所述副槽中,所述机架上设有离型膜读取器,所述离型膜标识与所述离型膜读取器相对设置。
33.根据权利要求32所述的三维打印设备,其特征在于,所述机架内设有控制机构;
所述料盘框上设有沿所述料盘框的周向延伸的固定槽,所述固定槽内嵌设有加热模块,所述料盘框上设有与所述加热模块电性连接的第一加热接头,所述机架上设有第二加热接头,所述控制机构与所述第二加热接头电性连接,在所述料盘安装于所述机架上时,所述第一加热接头和所述第二加热接头抵接并电性导通;和/或
所述料盘上还设置有检测组件,所述检测组件设于所述料盘框上,所述检测组件包括第一检测接头,所述机架上设有第二检测接头,所述控制机构与所述第二检测接头电性连接,在所述料盘安装于所述机架上时,所述第一检测接头与所述第二检测接头抵接并电性导通;其中,所述检测组件用于检测所述料盘框中打印材料的液位和/或温度。
34.根据权利要求33所述的三维打印设备,其特征在于,所述料盘还包括:
固定座,所述检测组件设于所述固定座内,所述固定座和所述料盘框中的一个上设有第二限位凸起,另一个上设有限位凹槽,所述第二限位凸起卡设于所述限位凹槽中;和/或
所述固定座上设有第一磁吸件,所述料盘框上设有第二磁吸件,所述第一磁吸件和所述第二磁吸件相对设置且可吸附。
35.根据权利要求1-20任一项所述的三维打印设备,其特征在于,
所述三维打印设备还包括屏幕机构,所述屏幕机构包括屏幕组件;
所述机架限定出容纳腔和与所述容纳腔连通的贯通开口;所述屏幕组件设于所述机架上,所述屏幕组件通过第一连接线与第一接头电性连接,所述第一接头位于所述容纳腔中;
所述三维打印设备还包括:
控制机构,所述控制机构设于所述容纳腔中,所述控制机构通过第二连接线与第二接头电性连接,所述第二接头与所述第一接头插接;
支撑件,所述支撑件可活动地设于所述机架上,所述支撑件的部分经由所述贯通开口处伸入所述容纳腔中以支撑所述第二接头,所述支撑件配置为可朝向远离所述容纳腔的方向移动。
36.根据权利要求35所述的三维打印设备,其特征在于,所述支撑件包括相互连接的封盖部和安装部,所述封盖部封盖所述贯通开口,所述安装部上设有安装孔,所述第二连接线穿设于所述安装孔中。
37.根据权利要求36所述的三维打印设备,其特征在于,所述机架上设有第一磁力件,所述封盖部上设有第二磁力件,所述第一磁力件和所述第二磁力件相对设置且可吸附,和/或
所述支撑件和所述机架中的一者包括插接扣,所述支撑件和所述机架中的另一者开设有与所述插接扣对应的插接孔,所述支撑件通过所述插接扣与所述插接孔的配合相对于所述机架可拆卸。
38.根据权利要求35所述的三维打印设备,其特征在于,所述屏幕组件沿第三方向可移动地设于所述机架上,所述屏幕组件包括安装支架以及固定于所述安装支架上的屏幕,所述机架上还设有复位件,所述复位件沿所述第三方向抵持于所述安装支架和所述机架之间。
39.根据权利要求38所述的三维打印设备,其特征在于,所述机架上还设有压力传感器,所述复位件止抵于所述压力传感器上。
40.根据权利要求39所述的三维打印设备,其特征在于,所述机架包括箱体和所述基板,所述基板和所述箱体共同限定出所述容纳腔,所述基板上设有沿所述第三方向贯穿的导向槽,所述屏幕组件可活动地卡设于所述导向槽中。
41.根据权利要求40所述的三维打印设备,其特征在于,所述安装支架上设有第一吸附件,所述基板上设有第二吸附件,所述第一吸附件和所述第二吸附件相对且可吸附。
42.一种三维打印方法,应用于权利要求1-41中任一项所述的三维打印设备,其特征在于,所述三维打印方法包括自动补液步骤,所述自动补液步骤包括:
获取所述主槽内所述打印材料的液位信息;
对所述液位信息与预设液位信息比较,生成比较结果;
依据所述比较结果控制所述截流组件封堵或打开所述通道。
43.根据权利要求42所述的三维打印方法,其特征在于,所述预设液位信息包括第一预设液位信息和第二预设液位信息;所述自动补液步骤应用于打印之前,所述依据所述比较结果控制所述截流组件封堵或打开所述通道的步骤包括:
若所述比较结果为所述液位信息对应的液位值低于所述第一预设液位信息对应的第一预设液位值,控制所述截流组件打开所述通道;
若所述比较结果为所述液位信息对应的液位值高于所述第二预设液位信息对应的第二预设液位值,控制所述截流组件封堵所述通道,所述三维打印设备开始打印。
44.根据权利要求43所述的三维打印方法,其特征在于,在所述自动补液步骤之前,所述三维打印方法还包括:
检测料瓶是否安装到位;
若所述料瓶安装到位,则执行所述自动补液步骤;
若所述料瓶未安装到位,则控制所述截流组件保持所述通道打开。
45.根据权利要求44所述的三维打印方法,其特征在于,在所述料瓶未安装到位的情况下:
将所述液位信息与第三预设液位信息比较,若所述液位信息对应的液位值小于所述第三预设液位信息对应的第三预设液位值,则输出提示信息,若所述液位信息对应的液位值大于或等于所述第三预设液位信息对应的第三预设液位值,所述三维打印设备开始打印。
46.根据权利要求44所述的三维打印方法,其特征在于,在所述检测料瓶是否安装到位的步骤之前,所述三维打印方法还包括:
检测所述料盘是否安装到位;
若所述料盘安装到位,则执行所述检测料瓶是否安装到位的步骤;
若所述料盘未安装到位,则输出提示信息。
47.根据权利要求42所述的三维打印方法,其特征在于,所述预设液位信息包括第四预设液位信息;所述自动补液步骤应用于打印过程中,
所述获取所述主槽内所述打印材料的液位信息的步骤包括:获取每次打印过程中剥离完成后所述主槽内所述打印材料的液位信息;
所述依据所述比较结果控制所述截流组件封堵或打开所述通道的步骤包括:
将所述液位信息与所述第四预设液位信息比较,并执行下一次打印过程;
若所述液位信息对应的液位值大于或等于所述第四预设液位信息对应的第四预设液位值,则保持所述通道关闭;
若连续预设次数的打印过程中,所述液位信息对应的液位值均小于所述第四预设液位信息对应的第四预设液位值,则控制所述截流组件打开所述通道第一预设时间。
48.一种三维打印设备的寻零控制方法,其特征在于,应用于如权利要求1-41任意一项的三维打印设备中;所述光照机构包括光源和曝光装置;所述方法包括:
在所述三维打印设备的平台机构和所述三维打印设备的曝光装置处于贴合状态的情况下,控制所述三维打印设备的曝光装置进行曝光以形成初始打印层;其中,所述平台机构和所述曝光装置中的至少一个为浮动组件;
控制所述平台机构移动至预设位置,且控制所述曝光装置进行曝光以形成当前打印层,并完成当前轮次的打印动作;所述预设位置为根据当前的打印层数确定;
执行下一轮次的打印动作直至发生预设事件。
49.根据权利要求48所述的三维打印设备的寻零控制方法,其特征在于,还包括:
控制所述平台机构进行初次移动,直至所述平台机构和所述曝光装置处于贴合状态;其中,在初次移动过程中,设置在所述平台机构和所述曝光装置间的料盘中无打印材料。
50.根据权利要求48所述的三维打印设备的寻零控制方法,其特征在于,控制所述平台机构移动至预设位置,包括:
获取所述平台机构的初次移动距离,并根据所述初次移动距离以及当前的打印层数,控制所述三维打印设备的平台驱动机构移动,以使所述平台机构移动至所述预设位置。
51.根据权利要求48所述的三维打印设备的寻零控制方法,其特征在于,所述贴合状态为根据以下量值中的一种或多种确认:所述曝光装置的第一位移量、所述曝光装置受到的第一压力量、所述平台机构的第二位移量和所述平台机构受到的第二压力量。
52.根据权利要求48所述的三维打印设备的寻零控制方法,其特征在于,所述预设事件包括完成预设层数的打印动作和/或所述平台机构的当前成型面与所述曝光装置的浮动基板平行。
53.根据权利要求48所述的三维打印设备的寻零控制方法,其特征在于,在控制所述三维打印设备的曝光装置进行曝光以形成初始打印层之前,所述方法还包括:
在所述平台机构下移的过程中,获取所述曝光装置的第一位移量中的最大位移量与最小位移量,在所述最大位移量满足第一条件且所述最小位移量满足第二条件的情况下,确定所述平台机构与所述曝光装置贴合;或者
在所述平台机构下移的过程中,获取所述平台机构的第二位移量中的最大位移量与最小位移量,在所述最大位移量满足第三条件且所述最小位移量满足第四条件的情况下,确定所述平台机构与所述曝光装置贴合。
54.根据权利要求53所述的寻零控制方法,其特征在于,所述第一条件包括落入第一区间或小于第一阈值,所述第二条件包括落入第二区间或大于第二阈值或维持落入所述第二区间的时长达到预设时长;所述第三条件包括落入第三区间或小于第三阈值,所述第四条件包括落入第四区间或大于第四阈值或维持落入所述第四区间的时长达到预设时长。
55.根据权利要求48所述的寻零控制方法,其特征在于,所述三维打印设备包括成型平台,所述方法还包括:
控制所述成型平台向所述曝光装置移动,直至所述成型平台的多个预设目标位置均受到作用力;
调整所述成型平台的水平度,以使各所述预设目标位置受到的作用力间的差值小于预设阈值。
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