CN117283863A - 一种光固化3d打印机的倾斜离型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光固化3D打印机的倾斜离型装置，包括旋转中板和倾斜机构，旋转中板与料槽固定连接，旋转中板另一端与倾斜机构活动连接，旋转中板与料槽固定连接，倾斜机构通过旋转中板带动料槽上下倾斜；倾斜机构包括驱动件、偏心轮和传动组件，偏心轮与驱动件的输出端固定连接，传动组件一端与偏心轮转动连接，另一端与旋转中板固定连接。本光固化3D打印机的倾斜离型装置，具有克服构建板与屏幕之间的吸附力，提高打印物体的精度和几何形状的优点。

Description

一种光固化3D打印机的倾斜离型装置

技术领域

本发明涉及倾斜离型技术领域，特别是涉及一种光固化3D打印机的倾斜离型装置。

背景技术

光固化3D打印的基本原理是逐层堆积材料，以构建目标零件的三维形状。首先，将目标零件的几何形状分解为一系列水平平面层。然后，使用特定波长的光束，逐层扫描料槽中的液态光敏树脂。在每个层面，光束照射的区域会固化，而未受光束影响的区域则保持液态状态。通过这种逐层扫描和固化的方式，逐渐构建出目标零件的完整形状，这种方法可以使材料利用效率接近100％。

在光固化3D打印过程中，构建板与打印平台之间留有单层固化的间隙。通过垂直方向的丝杆使已经完成单层固化的构建板向上运动，使构建板与打印平台分离；在离型的过程中，打印平台和固化层分离时是整个面同时分离，此时，层间会产生较大的附着力，使分离变得困难，在克服构建板与打印平台之间的吸附力的过程中，尤其是在打印复杂的几何形状或大型零件时，这会对打印物体的精度和几何形状造成影响。

因此，针对现有技术的不足提供一种光固化3D打印机的倾斜离型装置。

发明内容

本发明提供了一种光固化3D打印机的倾斜离型装置，旨在解决在克服构建板与屏幕之间的吸附力的过程中，影响打印物体的精度和几何形状的问题。

本发明采用了以下技术方案：

一种光固化3D打印机的倾斜离型装置，包括旋转中板和倾斜机构，所述旋转中板与料槽固定连接，所述旋转中板另一端与所述倾斜机构活动连接，所述旋转中板与所述料槽固定连接，所述倾斜机构通过所述旋转中板带动所述料槽上下倾斜；

所述倾斜机构包括驱动件、偏心轮和传动组件，所述偏心轮与所述驱动件的输出端固定连接，所述传动组件一端与所述偏心轮转动连接，另一端与所述旋转中板固定连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括支撑组件，所述支撑组件包括固定中板，所述固定中板位于所述旋转中板的上方，所述固定中板与所述旋转中板平行或存在夹角。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述固定中板设有供所述料槽嵌入的开槽。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述倾斜机构包括铰接弹片，所述铰接弹片两端分别与所述固定中板和旋转中板固定连接，所述固定中板通过所述铰接弹片与所述旋转中板摆动连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述传动组件还包括连接杆和连接角块，所述连接角块与所述旋转中板固定连接，所述连接杆两端分别与所述连接角块和偏心轮转动连接，所述驱动件通过所述偏心轮、连接杆和连接角块带动所述旋转中板以所述铰接弹片为轴心上下摆动。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述连接杆设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔内分别设有与所述第一通孔和第二通孔相适配的第一轴承和第二轴承，所述第一轴承与所述偏心轮固定连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述支撑组件还包括支撑杆，所述支撑杆与所述固定中板固定连接，所述支撑杆与所述驱动件固定连接，所述支撑杆设有与所述偏心轮相适配的开孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述支撑组件还包括底板和若干支撑柱，若干所述支撑柱固设在所述固定中板与所述底板之间；

所述支撑杆远离所述固定中板的一端与所述底板固定连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括感应组件，所述感应组件用于接收所述旋转中板位移量的感应器，所述感应组件包括感应器和感应片，所述感应器固设于所述固定中板的下方，所述感应片与所述旋转中板固定连接。

本发明还提供一种光固化3D打印机，包括于上述的光固化3D打印机的倾斜离型装置，包括光源、升降机和构建机构，所述构建机构包括构建板，所述光源位于所述料槽的正下方，所述升降机控制所述构建板悬设于所述料槽上方；

所述光源包括屏幕和屏幕安装板，所述屏幕和所述料槽通过所述屏幕安装板固定在所述旋转中板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出的光固化3D打印机的倾斜离型装置，通过将打印平台安装在旋转中板上，通过倾斜机构带动旋转中板来实现打印平台的倾斜，实现固化层以一定角度与打印模型逐渐分离，从而降低了固化层和打印平台之间的粘附力，以达到离型的效果，同时借助偏心轮机构减少离型时间，从而提高打印速度。本光固化3D打印机的倾斜离型装置，具有克服构建板与屏幕之间的吸附力，提高打印物体的精度和几何形状的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明：

图1是光固化3D打印机的倾斜离型装置的爆炸结构示意图；

图2是光固化3D打印机的倾斜离型装置中倾斜离型状态的结构示意图；

图3是光固化3D打印机的倾斜离型装置中水平状态的结构示意图；

图4是光固化3D打印机的立体结构示意图；

图5是光固化3D打印机中构建机构的立体结构示意图；

图6是光固化3D打印机中构建机构的爆炸结构示意图。

附图标记：

1、旋转中板；

2、倾斜机构；21、驱动件；22、偏心轮；23、传动组件；231、连接杆；232、连接角块；233、支撑杆；234、开孔；235、第一通孔；236、第二通孔；237、第一轴承；238、第二轴承；24、铰接弹片；

3、支撑组件；31、固定中板；311、开槽；32、底板；33、支撑柱；

4、感应组件；41、感应器；42、感应片；

5、料槽；

6、构建机构；61、构建板；62、面板；63、自动调节组件；631、第一固定立柱；632、第一弹性件；633、外壳；634、第二固定立柱；635、第二弹性件；64、锁止组件；641、锁止扳手；642、第一连接块；643、提拉平台；644、连接杆；645、第三弹性件；

7、升降机；8、光源；81、屏幕；82、屏幕安装板。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。

一种光固化3D打印机的倾斜离型装置，参照图1至图6，包括旋转中板1和倾斜机构2，旋转中板1与料槽5固定连接，旋转中板1另一端与倾斜机构2活动连接，旋转中板1与料槽5固定连接，倾斜机构2通过旋转中板1带动料槽5上下倾斜。

其中，通过将打印平台安装在旋转中板1上，通过倾斜机构2带动旋转中板1来实现打印平台的倾斜，实现固化层以一定角度与打印模型逐渐分离，从而降低了固化层和打印平台之间的粘附力，以达到离型的效果，同时借助偏心轮22机构减少离型时间，从而提高打印速度。本光固化3D打印机的倾斜离型装置，具有降低构建板61与屏幕81之间的吸附力，提高打印物体的精度和几何形状的特点。

在抬升构建板61时，未固化的液体树脂可能会在Z轴离型过程中无法完全排除，导致层间残留，影响质量，或者在离型后，由于树脂粘稠度比较大，不能及时回流填满整个打印区域，造成打印缺失，为了解决这个问题，需要增大离型的抬升距离，导致每层离型所需的时间较长。由此带来的结果是，在整个打印过程中，离型阶段占据了相当大的时间比例，因此有效提升打印效率变得困难，通过设置倾斜离型装置从而降低了固化层和打印平台之间的粘附力。参照图1所示，倾斜机构2包括驱动件21、偏心轮22和传动组件23，偏心轮22与驱动件21的输出端固定连接，传动组件23一端与偏心轮22转动连接，另一端与旋转中板1固定连接。借助偏心轮22结构使倾斜离型的运动距离远远小于垂直离型的运动距离，大幅减少了离型阶段所耗费的时间，从而提高打印速度。优选地，驱动件21为驱动电机。

在一个实施例中，参照图1所示，倾斜离型装置还包括支撑组件3，支撑组件3包括固定中板31，固定中板31位于旋转中板1的上方，固定中板31与旋转中板1平行或存在夹角。固定中板31设有供料槽5嵌入的开槽311。料槽5两边处设有固定耳片、手拧螺钉和料槽5固定件，料槽5固定件固设在屏幕81安装板上，手拧螺钉贯穿固定耳片与料槽5固定件固定连接。

在一个实施例中，倾斜机构2包括铰接弹片24，铰接弹片24两端分别与固定中板31和旋转中板1固定连接，固定中板31通过铰接弹片24与旋转中板1摆动连接。

在一个实施例中，传动组件23还包括连接杆644和连接角块232，连接角块232与旋转中板1固定连接，连接杆644两端分别与连接角块232和偏心轮22转动连接，驱动电机通过偏心轮22、连接杆644和连接角块232带动旋转中板1以铰接弹片24为轴心上下摆动。连接杆644设有第一通孔235和第二通孔236，第一通孔235和第二通孔236内分别设有与第一通孔235和第二通孔236相适配的第一轴承237和第二轴承238，第一轴承237与偏心轮22固定连接。优选地，连接角块232呈L型，连接角块232与第二轴承238连接的一端设有延长杆，延长杆插入第二轴承238与第二轴承238固定连接。优选地，连接杆644的第一通孔235与第二通孔236之间还可设有挖空部，挖空部有利于连接杆644轻量化。

在一个实施例中，支撑组件3还包括支撑杆233，支撑杆233与固定中板31固定连接，支撑杆233与驱动电机固定连接，支撑杆233设有与偏心轮22相适配的开孔234。铰接弹片24位于远离传动机构的一端。优选地，支撑杆233呈Z字型，开槽311呈椭圆形。连接角块232背离延长杆的一端面与支撑杆233一端面贴合。

在一个实施例中，支撑组件3还包括底板32和若干支撑柱33，若干支撑柱33固设在固定中板31与底板32之间；支撑杆233远离固定中板31的一端与底板32固定连接，底板32下方还设有四个脚垫，分布于底板32的四角处。

在一个实施例中，在3D打印机内安装摄像头，实现打印实时监控、拍摄记录，实际打印模型与三维模型对比，实时检测打印状态。3D打印机通过局域网链接，实现远程控制、在线检测、实时查看3D打印机的打印情况。

在一个实施例中，打印机通过局域网，可以链接到手机和电脑客户端，并通过云平台选择模型远程操作打印机打印模型。打印机内置摄像头，实时反馈检测到的打印画面，并且通过与3维模型进行对比，通过打印过程中，打印机实时反馈状态。随时随地进行实现远程控制、在线检测、实时查看3D打印机。

在一个实施例中，参照图5所示，构建机构6还包括面板62、自动调节组件63和压力传感器，自动调节组件63位于构建板61与面板62之间，构建板61表面与面板62表面平行或存在夹角，构建板61与屏幕81平行或存在夹角，压力传感器与总控系统连接，压力传感器将接收到构建板61所受应力的信号传递给总控系统。为了避免出现打印模型无法粘住构建板61而造成打印失败的情况，在构建机构6处设置自动调节组件63，实现了构建机构6的自适应能力。这使得在打印过程中无需手动调平构建板61，即可实现3D打印机构建板61自动调平。

在一个实施例中，参照图6所示，自动调节组件63包括第一连接组件、第二连接组件和外壳633，构建板61通过第一调节组件在水平方向保持不动，构建板61通过第二调节组件在Z轴方向上下浮动，构建板61与面板62通过第一连接组件和第二连接组件连接，外壳633与面板62固定连接。

优选地，第一连接组件包括四根第一固定立柱631和第一弹性件632，第一固定立柱631一端与构建板61固定连接，另一端贯通外壳633与第一弹性件632固定连接，第一弹性件632另一端与面板62固定连接。第一连接组件使构建板61与面板62在水平面保持不动，在Z轴方向可以上下移动。

优选地，第二连接组件包括四根第二固定立柱634和第二弹性件635，第二固定立柱634一端与构建板61固定连接，第二弹性件635嵌套于第二固定立柱634靠近面板62的一端，第二弹性件635分别与面板62和第二固定立柱634抵接配合。第二固定立柱634与面板62之间是浮动的，两者之间装配有一根第二弹性件635，使得构建板61与面板62处于水平面固定，而在Z轴方向可根据第二弹性件635的弹力上下浮动。第一固定立柱631和第二固定立柱632中段设有密封圈。

在一个实施例中，参照图6所示，构建机构6还包括锁止组件64，锁止组件64与升降机7构固定连接；锁止组件64包括锁止扳手641、第一连接块642、提拉平台643和连接杆644，第一连接块642与提拉平台643限位连接，提拉平台643与面板62固定连接，锁止扳手641通过连接杆644与第一连接块642转动连接，第一连接块642插入提拉平台通过锁止扳手641与提拉平台643锁止连接。

在一个实施例中，参照图6所示，锁止组件64还包括第三弹性件645，压力传感器贴附于第一连接块642，第三弹性件645位于提拉平台643内，第三弹性件645一端与面板62固定连接，另一端与锁止扳手641分离或抵接配合；第三弹性件645与锁止扳手641抵接配合时锁止组件64锁紧，锁止组件64锁紧时，包括自然状态和形变状态：处于自然状态时：第三弹性件645与锁止扳手641抵接配合；处于形变状态时：第三弹性件645与锁止扳手641顶抵配合，锁止扳手641通过连接杆644顶抵第一连接块642，第一连接块642发生形变。优选地，锁止扳手641偏心设置，通过转动锁止手柄，使手柄的凸轮面向下移动实现锁紧。提升了打印效率、质量，为用户提供更便捷、高质量的打印体验。优选地，第三弹性件645为压力弹片，第三弹性件645横截面呈几字型。

在一个实施例中，参照图6所示，压力传感器接收到的形变信号包括第一形变信号和第二形变信号；在第一形变信号时：构建板61与屏幕81顶抵产生第一反作用力，第一反作用力通过第三弹性件645传递给第一连接块642发生形变；在第二形变信号时：构建板61与料槽5内的树脂顶抵产生第二反作用力，第二反作用力通过第三弹性件645传递给第一连接块642发生形变。

其中，一种光固化3D打印机包括上述倾斜离型装置，同时还包括光源8、升降机7和构建机构6，构建机构6包括构建板61，光源8位于料槽5的正下方，升降机7控制构建板61悬设于料槽5上方；光源8包括屏幕81和屏幕81安装板，屏幕81和料槽5通过屏幕81安装板固定在旋转中板1上。屏幕81与旋转中板1固定连接，屏幕81贴设在料槽5的下方。优选地，屏幕81为LCD屏幕81。参照图2-3所示，旋转中板1可以在水平状态和倾斜状态相互转换，旋转中板1处于水平状态时，与构建板61保持平行，并且两者之间有打印零件所需的一层间隙填充满液态树脂，液态树脂被镶嵌在旋转中板1里的屏幕81的光束照射后固化，液态树脂固化完成后，倾斜机构2带动旋转中板1一端向下倾斜，与构建板61逐渐分离，构建板61与打印平台之间的空间再次被液态树脂填充满。与此同时，升降机7提拉构建板61向上抬升打印零件所需的一层高度，旋转中板1从倾斜状态恢复至水平，与构建板61再次平行，并且构建板61与旋转中板1之间存在一层高度的间隙，该间隙再次被液态树脂填充满，屏幕81再次照射光束，使液态树脂再次固化；周而复始逐层堆积材料，以构建目标零件的三维形状。

本发明的一种光固化3D打印机的倾斜离型装置的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种光固化3D打印机的倾斜离型装置，其特征在于，包括旋转中板和倾斜机构，所述旋转中板与料槽固定连接，所述旋转中板另一端与所述倾斜机构活动连接，所述旋转中板与所述料槽固定连接，所述倾斜机构通过所述旋转中板带动所述料槽上下倾斜；

所述倾斜机构包括驱动件、偏心轮和传动组件，所述偏心轮与所述驱动件的输出端固定连接，所述传动组件一端与所述偏心轮转动连接，另一端与所述旋转中板固定连接。

2.根据权利要求1所述的光固化3D打印机的倾斜离型装置，其特征在于：还包括支撑组件，所述支撑组件包括固定中板，所述固定中板位于所述旋转中板的上方，所述固定中板与所述旋转中板平行或存在夹角。

3.根据权利要求2所述的光固化3D打印机的倾斜离型装置，其特征在于：所述固定中板设有供所述料槽嵌入的开槽。

4.根据权利要求2所述的光固化3D打印机的倾斜离型装置，其特征在于：所述倾斜机构包括铰接弹片，所述铰接弹片两端分别与所述固定中板和旋转中板固定连接，所述固定中板通过所述铰接弹片与所述旋转中板摆动连接。

5.根据权利要求4所述的光固化3D打印机的倾斜离型装置，其特征在于：所述传动组件还包括连接杆和连接角块，所述连接角块与所述旋转中板固定连接，所述连接杆两端分别与所述连接角块和偏心轮转动连接，所述驱动件通过所述偏心轮、连接杆和连接角块带动所述旋转中板以所述铰接弹片为轴心上下摆动。

6.根据权利要求5所述的光固化3D打印机的倾斜离型装置，其特征在于：所述连接杆设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔内分别设有与所述第一通孔和第二通孔相适配的第一轴承和第二轴承，所述第一轴承与所述偏心轮固定连接。

7.根据权利要求2所述的光固化3D打印机的倾斜离型装置，其特征在于：所述支撑组件还包括支撑杆，所述支撑杆与所述固定中板固定连接，所述支撑杆与所述驱动件固定连接，所述支撑杆设有与所述偏心轮相适配的开孔。

8.根据权利要求7所述的光固化3D打印机的倾斜离型装置，其特征在于：所述支撑组件还包括底板和若干支撑柱，若干所述支撑柱固设在所述固定中板与所述底板之间；

所述支撑杆远离所述固定中板的一端与所述底板固定连接。

9.根据权利要求1所述的光固化3D打印机的倾斜离型装置，其特征在于：还包括感应组件，所述感应组件用于接收所述旋转中板位移量的感应器，所述感应组件包括感应器和感应片，所述感应器固设于所述固定中板的下方，所述感应片与所述旋转中板固定连接。

10.一种光固化3D打印机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的光固化3D打印机的倾斜离型装置，还包括光源、升降机和构建机构，所述构建机构包括构建板，所述光源位于所述料槽的正下方，所述升降机控制所述构建板悬设于所述料槽上方；

所述光源包括屏幕和屏幕安装板，所述屏幕和所述料槽通过所述屏幕安装板固定在所述旋转中板上。