CN203317755U

CN203317755U - 立体成型装置

Info

Publication number: CN203317755U
Application number: CN2013203966700U
Authority: CN
Inventors: 辛炳宏; 詹政运; 蒋益民
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2023-07-04

Abstract

一种立体成型装置，该装置包括：至少底部为可透光的容置槽，该容置槽内用以装置光固化树脂液，且该容置槽内设有可进行升降动作的成型板，一液晶面板设置于该容置槽底部的下方，及一背光模块提供可使该容置槽内光固化树脂液固化的光源。本实用新型通过液晶面板的快速且容易控制的图像变化操控应用，且可针对其所使用的光固化树脂液种类及特性，容易调整使用者所需要的光色及光强度，整体装置提供一种结构简易可控制光源及图像变化的装置。

Description

立体成型装置

技术领域

本实用新型有关一种光固化机台，特别是一种应用于光固化技术的快速原型制造技术，可快速实作品模型、模具或样件的小批量生产的立体成型装置。

背景技术

快速原型制造（Rapid Prototyping，RP）技术是九十年代发展起来的一项高新技术。自1988年第一台商品成型机问世以来，RP技术在发达国家制造业企业的新产品开发活动中得到了迅速的推广套用，大大缩短了新产品的研发周期，确保了新产品的上市时间和新产品开发的一次成功，从而明显提高了产品在市场上的竞争力和企业对市场的快速反应能力。

RP技术在不需要任何刀具，模具及工装卡具的情况下，可将任意复杂形状的设计方案快速转换为三维的实体模型或样件，这就是RP技术所具有的潜在的革命意义。它为技术人员之间，以及技术人员与企业决策者、产品的用户等非技术人员之间提供了一个更加形象、完整、方便的工程交流工具。快速、准确、以及制造复杂模型的能力是RP技术突出的优点。用RP技术快速制造出的模型或样件可直接用于新产品设计验证、功能验证、外观验证、工程分析、市场订货以及企业的决策等，非常有利于早找错早修改早优化，从而大大提高了新产品开发的一次成功率，缩短了开发周期，降低了研发成本。同时，RP技术有力地支持了同步工程的实施，可为制造业企业带来不可估量的收益。

RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上整合发展起来的。RP技术的基本原理是：将计算机内的三维实体模型进行分层切片得到各层截面的轮廓，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地切割一层又一层的片状材料（或固化一层层的液态光固化树脂，烧结一层层的粉末材料，或喷射一层层的热熔材料或粘合剂等方法）形成一系列具有一个微小厚度的片状实体，再采用粘接、聚合、熔结、焊接或化学反应等手段使其逐层堆积成一体制造出所设计的三维模型或样件。

现有RP技术制作过程有，激光烧结系统(SLS)、液态制作过程（LiquidProcess）、熔融挤制系统(FDM)、纸张积层系统(LOM)、粉末喷墨式系统(3DPrinting)、液态喷照系统(Polyjet)。

其中，液态制作过程（Liquid Process）为表面最光滑的系统，树脂材料则有DMEC与CMET等公司研发出耐冲击、耐水性与高透明性的材质，朝功能性材料与快速制造系统发展。塑胶件的粉末激光烧结的系统，为成形速度最快的系统，表面渗蜡者可充当精密铸造的蜡型使用，可广泛应用于机车与小型汽车引擎零件的快速制造。

液态制作过程（Liquid Process）的光固化技术早期使用激光来固化材料，与粉末式或FDM是熔化固态材料再冷却成型比起来，它是把原本就是液态的光固化树脂固化。但新的光固化不再需要使用高能激光，以一般UV光就可以达到固化树脂的目的。但早期DLP(数位投影)的UV成型出来的产品有很多缺陷，包括不耐日照和干燥而产生变形，但现在DLP也同样具有低成本的条件，包括UV光甚至LED就可以替代激光，树脂(Resin)也不过是化学配方而已，同时也不需使用支撑材，成型尺寸决定于原料槽面积以及底板可上升高度。但DLP还是有投影变型及占用空间过大等缺失。

激光与DLP的液态制作过程（Liquid Process）在于光的投射控制都有图形成像变形的控制问题，且在照事先设计的形状一层一层地堆叠工序上，在每层的产品定型的固化时间与图型控制转换运作的正确性及转换速度上，也非常不易控制。

实用新型内容

于是，为解决上述的缺点，本实用新型的目的在于提供一种立体成型装置，应用液晶荧幕(LCD)与背光模块的结合，提供一种简易的光源与图像变化的装置，使液态制作过程（Liquid Process）的光固化技术更容易控制操作，且无投影变形问题，整体装置占用空间小，可以更有效率的确保光固化过程的运作及效能。

为达上述的目的，本实用新型提供一种立体成型装置，应用于液态制作过程的光固化装置，所述的立体成型装置至少包括：

一容置槽，至少底部能够透光，该容置槽内用以装置光固化树脂液，且该容置槽内设有一成型板；

一液晶面板，其设置于该容置槽底部的下方，且该液晶面板的一表面面对该成型板；及

一背光模块，其设置于该液晶面板另一表面，用以提供使该容置槽内光固化树脂液固化的光源。

所述的立体成型装置，其中，该成型板连接于一升降装置，用以操控该成型板的升降。

所述的立体成型装置，其中，该液晶面板连接到一控制装置，用以操控该液晶面板上的图案显示。

所述的立体成型装置，其中，该背光模块连接到一控制装置，用以操控该背光模块的光色及光强度。

本实用新型的优点在于，应用在液态制作过程的光固化技术上，通过液晶面板的快速且容易控制的图像变化操控应用，实施上液晶面板与容置槽底部的间距可随需要调整，所以应用上无投影变形问题，且减少现有的投影距离，使整体装置占用空间较小。另背光模块的应用，可针对其所使用的光固化树脂液种类及特性，容易调整使用者所需要的光色及光强度，整体装置提供一种结构简易可控制光源及图像变化的装置，使液态制作过程的光固化技术更容易控制操作，更有效确保光固化过程的运作及效能，可以取代现有快速原型制造（RP）机种，成为新一代的平价RP机种。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的装置示意图。

附图标记说明：110-容置槽；120-成型板；130-升降装置；200-光固化树脂液；310-液晶面板；320-背光模块；330-控制装置。

具体实施方式

兹有关本实用新型的详细说明及技术内容，现配合附图说明如下：

请参阅图1，本实用新型的实施例的装置示意图。本实用新型为一种立体成型装置，应用于液态制作过程（Liquid Process）的光固化工序装置，其至少包括：一容置槽110，实施上该容置槽110至少底部为可透光，该容置槽110内用以装置光固化树脂液200。该光固化树脂液200材料的选择标准为，以一定频率的单色光的照射下迅速固化并具有较小的临界曝光(Critical Exposure,EC)和较大的固化穿透深度(Depth of Penetration,DP)；且固化时树脂的收缩率要小(如果树脂的收缩率较小，液态制作过程制作的变形就小，精度也会较高)；液态制作过程原型要具有足够的强度和良好的表面光洁度，且成型时毒性较小。

因此在实施上，该光固化树脂200一般应有以下性能(1)粘度低，低粘度树脂有利于成型中树脂较快流平；(2)固化收缩小，固化收缩导致零件产生变形、翘曲、开裂等，从而影响到成型零件的精度，低收缩性树脂有利于成型出高精度零件；(3)一次固化程度高，这样可以减少后固化收缩，从而减少后固化变形；(4)湿态强度高，较高的湿态强度可以保证后固化过程不产生变形、膨胀及层间剥离；(5)溶胀小，湿态成型件在液态树脂中的溶胀造成零件尺寸偏大；(6)毒性小，这有利于操作者的健康和不造成环境污染。

该容置槽110内设有一成型板120，该成型板连接于一升降装置130，通过控制该升降装置130使该成型板120可进行升降动作。

一液晶面板310设置于该容置槽110底部的下方，且该液晶面板310的一表面面对该成型板120；一背光模块320设置于该液晶面板310另一表面，用以提供可使该容置槽110内光固化树脂液200固化的光源，使光源穿透该液晶面板310的图案到该容置槽110内底部的光固化树脂液200，通过该升降装置130控制该成型板120的上下位移，使该容置槽110内的光固化树脂液200可依照事先设计的图案形状通过该液晶面板310与该背光模块320一层一层地堆叠完成一原型产品210。

实施上，该液晶面板310连接到一控制装置330，该控制装置330可以是个人电脑或工业电脑，凭借该控制装置330操控该液晶面板310上的图案显示转换，作为固化工序中的光罩；该背光模块320也可连接到该控制装置330，凭借该控制装置330操控该背光模块的光色及光强度(实施应用上该背光模块320与该液晶面板310的控制装置330可以是同一机台，也可以是分开不同机台)。

另在实施应用上，该升降装置130也应该与该控制装置330电连接，使该成型板120的升降动作与该液晶面板310的图案转换相互配合。

实施上，该控制装置330由电脑传输来的三维实体资料档案，经机器的软体分层处理后，驱动该液晶面板310及背光模块320，发出光线对在该容置槽110底部的光固化树脂液200进行光固化工序。光固化树脂液200受光束照射的那些点发生聚合反应形成固态。每一层的光固化工序完成的后，该成型板120下升一个凝固层的厚度，一层新的液态树脂又覆盖在已扫描过的层表面。如果实体的原型产品210上有悬空的结构，处理软体可以预先判断并生成必要的支撑工艺结构。为了防止成型后的实体沾黏在该成型板120上，处理软体还必须先在原型产品210底部生成一个网格状的框架，以减少原型产品210与该成型板120的接触面积。构型工作全部完成后，原型产品210应从工作台上小心取出，用溶剂洗去未凝固的树脂，再次用光线进行整体照射以保证所有的树脂都凝结牢固。

本实用新型通过液晶面板310的快速转换且容易控制图像变化操控应用，以及液晶面板310的透光性，加上背光模块320的应用，实施上该液晶面板310可贴设于该容置槽110底部，所以无现有技术的投影变形的问题，且少了投影与激光的空间距离，可以整体装置空间更省。背光模块320的选择应用上，可针对其所使用的光固化树脂液200种类及特性，容易调整使用者所需要的光色及光强度，提供一种简易的光源与图像变化的装置，使液态制作过程（LiquidProcess）的光固化技术更容易控制操作，更有效确保光固化过程的运作及效能。

本实用新型在上文中已以较佳实施例揭露，然而熟习本项技术者应理解的是，该实施例仅用于描绘本实用新型，而不应解读为限制本实用新型的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本实用新型的范畴内。因此，本实用新型的保护范围当以下文的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1.一种立体成型装置，应用于液态制作过程的光固化装置，其特征在于，所述的立体成型装置至少包括：

2.如权利要求1所述的立体成型装置，其特征在于，该成型板连接于一升降装置，用以操控该成型板的升降。

3.如权利要求1所述的立体成型装置，其特征在于，该液晶面板连接到一控制装置，用以操控该液晶面板上的图案显示。

4.如权利要求1所述的立体成型装置，其特征在于，该背光模块连接到一控制装置，用以操控该背光模块的光色及光强度。