CN204095140U - 一种基于dlp技术的3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于DLP技术的3D打印机，包括机壳、DMD及成型工作箱，机壳内的上端设有DMD，机壳内的下端设有成型工作箱，机壳内固定有成像镜，成像镜位于DMD与成型工作箱之间，机壳的两侧均固定有光源固定架，光源固定架内旋转连接有光源器；机壳内架有物料喷嘴，物料喷嘴连接有物料进管，物料进管上设有电磁阀，物料经管的另一端连接有供料箱；成型工作箱内设有液位传感器，液位传感器与电磁阀相匹配；成型工作箱内滑动连接有滚液杆；成型工作箱上连接有自动升降杆。方法成型速度快，自动化程度高，同时，在打印机中增加自动加料机构及液面抹平部件，简化操作，且进一步提高产品的精确度，削弱外界因素对打印机工作的干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种3D打印机，尤其是一种基于DLP技术的3D打印机。
背景技术
3D打印技术实际上是一系列快速原型成型技术的统称，其基本原理都是叠层制造，由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z坐标间断地作层面厚度的位移，最终形成三维制件。目前市场上常见的3D打印技术主要有3DP(3D Printing)三维印刷技术、FDM(Fused Deposition Modeling)熔融层积成型技术、SLA(Stereolithography)立体平版印刷技术、LOM(Laminated Object Modelling)叠层实体制造技术、SLS(Selected LaserSintering)选区激光烧结技术、DLP(Digital Light Procession)数字光处理成型技术等。3D打印与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造(AM，Additive Manufacturing)。作为一种综合性应用技术，3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。3D打印机是3D打印的核心装备。它是集机械、控制及计算机技术等为一体的复杂机电一体化系统，主要由高精度机械系统、数控系统、喷射系统和成型环境等子系统组成。此外，新型打印材料、打印工艺、设计与控制软件等也是3D打印技术体系的重要组成部分。
DLP成型技术是SLA立体平板印刷技术的改进和发展：SLA立体平版印刷技术以光敏树脂为原料，通过计算机控制激光或紫外光按零件的各分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描，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。一层固化完成后，工作台下移一个层厚的距离，然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，直至得到三维实体模型。
现有的基于DLP的3D打印机，需要工作人员通过相关操作进行加料，不仅费时费力，而且或多或少会存在人为操作误差，从而影响打印产品的精确度。另一方面，现有的基于DLP的3D打印机，利用液体原料的自我沉淀实现液面平整，遇到碰撞或其他影响因素时，原料的液面会发生起伏，起伏时，若进行打印作业则会严重影响打印质量。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于DLP技术的3D打印机，通过激光或紫外光按产品的各分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描，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。一层固化完成后，工作台下移一个层厚的距离，然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，直至得到三维实体产品。该方法成型速度快，自动化程度高，可成形任意复杂形状，尺寸精度高，可成形任意复杂形状、材料的利用率接近100％、尺寸精度高、成形件强度高，主要应用于复杂、高精度的精细工件快速成型。同时，在打印机中增加自动加料机构及液面抹平部件，简化操作，且进一步提高产品的精确度，削弱外界因素对打印机工作的干扰。
为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种基于DLP技术的3D打印机，包括机壳、DMD及成型工作箱，机壳内的上端设有DMD，机壳内的下端设有成型工作箱，机壳内固定有成像镜，成像镜位于DMD与成型工作箱之间，其特征在于：机壳的两侧均设有贯通孔，贯通孔内均固定有光源固定架，光源固定架内旋转连接有光源器，光源器与DMD相匹配；机壳内架有滑杆，滑杆位于成型工作箱的上方，滑杆上滑动连接有物料喷嘴，物料喷嘴上连接有物料进管，物料进管上设有电磁阀，物料经管的另一端连接有供料箱，供料箱连接于机壳的表面；成型工作箱内设有液位传感器，液位传感器与电磁阀相匹配；成型工作箱内的前壁与后壁上均设有第一滑架，第一滑架之间滑动连接有滚液杆；成型工作箱上连接有自动升降杆。连接于光源固定架的光源器能够进行旋转，从而能够调整选光线发射的角度。在每次打印前调整光源器使光线发射至DMD的理想位置，DMD接受的光源率将会显著上升，从而促进固化效果，减少固化时间。物料喷嘴能够在滑杆上移动，在移动过程中实现对成型工作箱加料，故成型工作箱内的物料添加更为均匀，液面更为整齐，提高成型后产品的精确度。电磁阀控制物料进管的导通及断开，液位传感器能够接受液位信号，两者相互配合使用。当液位传感器接收到液位信号(表示物料已添加完全)时，液位传感器将该信号传达给电磁阀，电磁阀关闭，停止加料。实现自动加料，不仅省时省力，而且加料精确度高。自动升降杆控制成型工作箱，实现成型工作箱升降，当完成第一层打印后，降低自动升降杆并带动成型工作箱下降，加料后可打印第二层，直至打印完全，结构简单，易操作。
进一步，壳体中设有空腔，空腔内伸缩连接有挡板。挡板能够遮挡成型工作箱，避免杂质进入而影响打印效果。
进一步，挡板上设有凹槽，凹槽控制挡板活动。凹槽方便工作人员拉伸挡板。
进一步，光源固定架包括有支脚及支架，支脚固定于机壳的外表面，支架上架有转轴，转轴上连接有光源器。支脚用于固定光源固定架，支架通过转轴连接光源器，实现光源器可旋转。
进一步，支脚上设有第一螺孔，机壳的外表面设有第二螺孔，第一螺孔与第二螺孔相互配合，第一螺孔与第二螺孔内连接有螺栓。实现光源固定架可拆卸，方便工作人员进行日常维护及更换。
进一步，成像镜的两侧连接有限位杆，限位杆固定于机壳内的两侧。限位杆用于固定成像镜。
进一步，滑杆的两端均连接有第二滑架，第二滑架固定于机壳内的两侧，第二滑架滑动连接滑杆。滑杆能够在第二滑架上移动，当需要加料时，将滑杆移动至各个位置加料，实现均匀加料；当加料完成后，将滑杆移动至最角落处，避免其影响打印。
进一步吗，自动升降杆分别设于机壳的两侧，自动升降杆之间架有支杆，支杆上连接有托盘，托盘的上端连接成型工作箱。
由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
本实用新型为一种基于DLP技术的3D打印机，通过激光或紫外光按产品的各分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描，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。一层固化完成后，工作台下移一个层厚的距离，然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，直至得到三维实体产品。该方法成型速度快，自动化程度高，可成形任意复杂形状，尺寸精度高，可成形任意复杂形状、材料的利用率接近100％、尺寸精度高、成形件强度高，主要应用于复杂、高精度的精细工件快速成型。同时，在打印机中增加自动加料机构及液面抹平部件，简化操作，且进一步提高产品的精确度，削弱外界因素对打印机工作的干扰。
连接于光源固定架的光源器能够进行旋转，从而能够调整选光线发射的角度。在每次打印前调整光源器使光线发射至DMD的理想位置，DMD接受的光源率将会显著上升，从而促进固化效果，减少固化时间。物料喷嘴能够在滑杆上移动，在移动过程中实现对成型工作箱加料，故成型工作箱内的物料添加更为均匀，液面更为整齐，提高成型后产品的精确度。电磁阀控制物料进管的导通及断开，液位传感器能够接受液位信号，两者相互配合使用。当液位传感器接收到液位信号(表示物料已添加完全)时，液位传感器将该信号传达给电磁阀，电磁阀关闭，停止加料。实现自动加料，不仅省时省力，而且加料精确度高。自动升降杆控制成型工作箱，实现成型工作箱升降，当完成第一层打印后，降低自动升降杆并带动成型工作箱下降，加料后可打印第二层，直至打印完全，结构简单，易操作。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型一种基于DLP技术的3D打印机的正面结构示意图；
图2为本实用新型一种基于DLP技术的3D打印机的背面结构示意图；
图3为本实用新型一种基于DLP技术的3D打印机工作时的结构示意图；
图4为本实用新型一种基于DLP技术的3D打印机的示意图；
图5为本实用新型一种基于DLP技术的3D打印机挡板拉下时的示意图；
图6为本实用新型中成型工作箱的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图6所示，一种基于DLP技术的3D打印机，包括机壳1、DMD2及成型工作箱4，机壳1内的上端设有DMD2，DMD2是一种极小的反射镜，这些微镜皆悬浮着并可向两侧倾斜10-12°左右，从而可构成启通和断开两种工作状态。为了获得不同的亮度，微镜启通和断开的速率还可以改变，工作时通过成千上万个微镜器件的的角度变化，来实现投射图像的改变。机壳1的两侧均设有贯通孔5，贯通孔5内均固定有光源固定架7，光源固定架7包括有支脚(图中未标明)及支架(图中未标明)，支脚固定于机壳1的外表面，支脚上设有第一螺孔，机壳1的外表面设有第二螺孔，第一螺孔与第二螺孔相互配合，第一螺孔与第二螺孔内连接有螺栓，实现光源固定架7可拆卸、可固定；支架上架有转轴(图中未标明)，转轴上连接有光源器6，因此转轴旋转可带动光源器6旋转。连接于光源固定架7的光源器6能够进行旋转，从而能够调整选光线发射的角度。在每次打印前调整光源器6使光线发射至DMD2的理想位置，DMD2接受的光源率将会显著上升，成像更加逼真，从而促进固化效果，减少固化时间。
DMD2的下方固定有成像镜3，成像镜3的两侧连接有限位杆31，限位杆31固定于机壳1内的两侧，限位杆31用于固定成像镜3。光线在DMD2内成像后发射至成像镜3，成像镜3的下方设有成型工作箱4。成型工作箱4的上方安装有物料喷嘴9，物料喷嘴9通过物料进管92连接至供料箱14，物料进管92上设有电磁阀91，电磁阀91用于控制物料进管92，电磁阀91开启时，供料箱14向物料喷嘴9供料，物料喷嘴9将物料喷入成型工作箱4内，实现供料。此时，成像镜3将光线有规则的照射在成型工作箱4内的物料上，一段时间后物料固化，然后再次进料，并通过调节成型工作箱4的高度，使刚进的物料在固化位置上，如此循环直至完成打印。
机壳1内架有滑杆10，物料喷嘴9连接于滑杆10，一次物料喷嘴9可在滑杆10上来回滑动；同时，滑杆10的两端均连接有第二滑架11，第二滑架11固定于机壳1内的两侧，第二滑架11滑动连接滑杆10，第二滑架11与滑杆10呈十字交叉。滑杆10能够在第二滑架11上移动，当需要加料时，滑杆10在第二滑架11上滑动，物料喷嘴9在滑杆10上移动，因此物料喷嘴9能够将物料喷入成型工作箱4的各个位置，实现均匀加料，进而打印精确度显著提高，避免出现多打或者漏打。当加料完成后，将滑杆10与物料喷嘴9均移动至最角落处，避免其影响打印。
成型工作箱4内设有液位传感器43，液位传感器43与电磁阀91相匹配，电磁阀91控制物料进管92的导通及断开，液位传感器43能够接受液位信号，两者相互配合使用。当液位传感器43接收到液位信号(表示物料已添加完全)时，液位传感器43将该信号传达给电磁阀91，电磁阀91关闭，停止加料，一次固化完成，成型工作箱4内的物料也随之减少；然后通过调整成型工作箱4的高度，并二次进料，再次利用液位传感器43与电磁阀91实现自动加料，二次加入的物料在成型工作箱4的固化位置被光照固化，二次固化结束，成型工作箱4内的物料也随之减少，如此循环直至打印结束。实现自动加料，不仅省时省力，而且加料精确度高。
成型工作箱4内的前壁与后壁上均设有第一滑架41，第一滑架41之间滑动连接有滚液杆42；当成型工作箱4内进料后，滚液杆42能够将物料抹平，故成型工作箱4内的物料更为均匀，液面更为整齐，提高成型后产品的精确度。成型工作箱4上连接有自动升降杆12，自动升降杆12分别设于机壳1的两侧，自动升降杆12之间架有支杆13，支杆13上连接有托盘15，托盘15的上端连接成型工作箱4。自动升降杆12控制成型工作箱4，实现成型工作箱4升降，当完成第一层打印后，降低自动升降杆12并带动成型工作箱4下降，加料后可打印第二层，直至打印完全，结构简单，易操作。
同时，壳体中设有空腔，空腔内伸缩连接有挡板8。挡板8能够遮挡成型工作箱4，避免杂质进入而影响打印效果。进一步，挡板8上设有凹槽81，凹槽81控制挡板8活动。凹槽81方便工作人员拉伸挡板8。
以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种基于DLP技术的3D打印机，包括机壳、DMD及成型工作箱，所述机壳内的上端设有所述DMD，所述机壳内的下端设有成型工作箱，所述机壳内固定有成像镜，所述成像镜位于所述DMD与所述成型工作箱之间，其特征在于：所述机壳的两侧均设有贯通孔，所述贯通孔内均固定有光源固定架，所述光源固定架内旋转连接有光源器，所述光源器与所述DMD相匹配；所述机壳内架有滑杆，所述滑杆位于所述成型工作箱的上方，所述滑杆上滑动连接有物料喷嘴，所述物料喷嘴上连接有物料进管，所述物料进管上设有电磁阀，所述物料经管的另一端连接有供料箱，所述供料箱连接于所述机壳的表面；所述成型工作箱内设有液位传感器，所述液位传感器与所述电磁阀相匹配；所述成型工作箱内的前壁与后壁上均设有第一滑架，所述第一滑架之间滑动连接有滚液杆；所述成型工作箱上连接有自动升降杆。
2.根据权利要求1所述一种基于DLP技术的3D打印机，其特征在于：所述壳体中设有空腔，所述空腔内伸缩连接有挡板。
3.根据权利要求1所述一种基于DLP技术的3D打印机，其特征在于：所述挡板上设有凹槽，所述凹槽控制所述挡板活动。
4.根据权利要求1所述一种基于DLP技术的3D打印机，其特征在于：所述光源固定架包括有支脚及支架，所述支脚固定于所述机壳的外表面，所述支架上架有转轴，所述转轴上连接有所述光源器。
5.根据权利要求3所述一种基于DLP技术的3D打印机，其特征在于：所述支脚上设有第一螺孔，所述机壳的外表面设有第二螺孔，所述第一螺孔与所述第二螺孔相互配合，所述第一螺孔与所述第二螺孔内连接有螺栓。
6.根据权利要求1所述一种基于DLP技术的3D打印机，其特征在于：所述成像镜的两侧连接有限位杆，所述限位杆固定于所述机壳内的两侧。
7.根据权利要求1所述一种基于DLP技术的3D打印机，其特征在于：所述滑杆的两端均连接有第二滑架，所述第二滑架固定于所述机壳内的两侧，所述第二滑架滑动连接所述滑杆。
8.根据权利要求1所述一种基于DLP技术的3D打印机，其特征在于：所述自动升降杆分别设于所述机壳的两侧，所述自动升降杆之间架有支杆，所述支杆上连接有托盘，所述托盘的上端连接所述成型工作箱。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20150114 |