CN204431745U - 基于dmd的倒立式数字光固化成型机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种数字光固化成型机，包括具有底板和顶板的机架、料槽盒、弹簧、左右丝杆、左右电机、反射镜、光源发生器、成型平台、上下驱动丝杆及上下驱动电机。料槽盒悬于顶板上方；弹簧连于料槽盒和顶板之间；左、右丝杆的顶端分别呈啮合传动地穿置于料槽盒左端和右端；左、右电机分别装于底板与并对应的左、右丝杆底端固定；反射镜装于底板且与料槽盒对应；光源发生器装于底板上，且其发出的光线在反射镜的反射下穿过顶板并照射在料槽盒内；成型平台位于料槽盒对应的上方；上下驱动丝杆呈啮合传动地穿过成型平台，上下驱动丝杆在上下驱动电机的驱动下带动成型平台相对料槽盒滑动，减少了光固化溶液在与固化模型表层剥离时对模型产生损害。

Description

基于DMD的倒立式数字光固化成型机

技术领域

本实用新型涉及光固化成型领域，尤其涉及一种基于DMD的倒立式数字光固化成型机。

背景技术

3D打印技术由于具有节约原材料、降低生产成本和可以按需求进行个性化定制等优点，近年来逐渐走进公众的视野，从工业界逐步走进了各大中小学以及部分家庭，得到众多设计爱好者的好评，因此，为3D打印技术的发展创造良好的平台。

其中，在3D打印技术中，有一种光固化的成型技术，采用德州仪器的DMD(DMD英名全称为Digital Micro-mirror Device，中文名称为数字微镜，俗称为DLP光固化3D打印机)进行快速成型，其主要采用投影仪或者单个激光光源照射到料盒槽表面或底面以使得被照射的光固化溶液(如树脂溶液)被固化，然后通过逐层固化而达到最终完成3D打印的目的。

而在上述的光固化3D打印技术中，当每层树脂被固化后，由于液态树脂粘度较高，所以料槽盒需要移动一下以防止液态的树脂与刚被固化的模型表层粘连而影响打印。

目前的主要移动方式有两种，一种是驱使料槽盒沿左右移动，但这种左右移动的方式不仅会使液态树脂在与被固化的模型表层进行剥离时产生较大的摩擦；正由于摩擦较大，从而对模型产生较大的损害而影响到模型的精度；与此同时，还使打印机多增加一个轴方向，相应地增加了制作成本及打印机的体积。另一种移动方式是料槽盒的一侧作为旋转轴，料槽盒的另一侧绕旋转轴旋转5～10度，以使料槽盒向下倾斜而达到剥离效果；虽然这种方式与前一种方式相比能减少了对模型的损害，但是对于左右非对称的模型来说，连续同一个方向的旋转剥离会使向下倾斜的一端造成较大的磨损。

因此，急需要一种能有效地减少光固化溶液在与固化模型的表面剥离过程中对模型的损害的倒立式数字光固化成型机来克服上述的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于DMD的倒立式数字光固化成型机，该倒立式数字光固化成型机能有效地减少光固化溶液在与固化模型的表面剥离过程中对模型的损害而确保模型的精度。

为实现上述的目的，本实用新型提供了一种基于DMD的倒立式数字光固化成型机，包括机架、料槽盒、弹簧、左丝杆、右丝杆、左电机、右电机、反射镜、光源发生器、成型平台、上下驱动丝杆及上下驱动电机。所述机架具有沿水平方向布置的底板和顶板；所述料槽盒的顶端开口并承装光固化溶液，所述料槽盒悬置于所述顶板对应的上方；所述弹簧弹性地连接于所述料槽盒和顶板之间，所述料槽盒通过所述弹簧悬置于所述顶板对应的上方；所述左丝杆沿竖直方向布置，且所述左丝杆的顶端呈啮合传动地穿置于所述料槽盒的左端；所述右丝杆沿竖直方向布置，且所述右丝杆的顶端呈啮合传动地穿置于所述料槽盒的右端；所述左电机安装在所述底板并与所述左丝杆的底端固定连接；所述右电机安装在所述底板并与所述右丝杆的底端固定连接；所述反射镜安装在所述底板上，且所述反射镜与所述料槽盒相对应；所述光源发生器安装在所述底板并与所述反射镜相对应，所述光源发生器发出的光线在所述反射镜的反射下穿过所述顶板并照射在所述料槽盒内；所述成型平台位于所述料槽盒对应的上方；所述上下驱动丝杆沿竖直方向布置并呈啮合传动地穿过所述成型平台；所述上下驱动电机与所述上下驱动丝杆固定连接，所述上下驱动丝杆在所述上下驱动电机的驱动下带动所述成型平台相对所述料槽盒滑动。

较佳地，所述上下驱动丝杆的底端装配于所述顶板上，所述上下驱动电机位于所述上下驱动丝杆的上方并与该上下驱动丝杆的顶端固定连接。

较佳地，所述顶板沿平行于所述上下驱动丝杆的方向装配有一导向杆，所述导向杆滑动地穿过所述成型平台，且所述导向杆分别位于所述上下驱动丝杆的两侧外

较佳地，所述导向杆位于所述上下驱动丝杆的左右两侧外。

较佳地，所述光源发生器为投影仪或激光发生器。

较佳地，所述机架还具有位于所述底板和顶板之间的侧板。

较佳地，所述侧板呈四周分布地连接于所述底板和顶板之间，且所述底板、顶板及侧板三者共同围出一与外界隔开的封闭空间，所述左电机、右电机、反射镜及光源发生器位于所述封闭空间内。

较佳地，所述底板、顶板及侧板三者围出矩形框体。

较佳地，所述弹簧分布于所述料槽盒的底部的四周。

较佳地，所述料槽盒包含槽底平板、前侧平板、后侧平板、左侧平板及右侧平板，所述槽底平板与所述顶板相平行，所述弹簧连接于所述槽底平板与所述顶板之间，所述左侧平板安装在所述槽底平板的左侧，所述右侧平板安装在所述槽底平板的右侧，所述前侧平板安装在所述槽底平板的前侧，所述后侧平板安装在所述槽底平板的后侧，且所述左侧平板、右侧平板、前侧平板、后侧平板及槽底平板五者共同围出一供光固化溶液承装用的承装空间。

与现有技术相比，借助左电机和左丝杆的配合，可沿上下方向驱使料槽盒左端相对顶板移动；借助右电机及右丝杆的配合，可沿上下方向驱使料槽盒的右端相对顶板移动；并在弹簧的配合下，使得料槽盒相对顶板的上下移动更平稳可靠，因此，在承装于料槽盒内的光固化溶液与刚被固化的固化模型之表面剥离过程中，能根据刚被固化的固化模型层之表面的左右面积分布情况而灵活地由左电机及右电机控制料槽盒的左端和右端沿同一方向相对顶板滑动，并使得料槽盒的左端及右端相对顶板滑动的行程不一样，即，在刚固化的固化模型层中，根据固化模型层之表面的左面积和右面积大小对比，料槽盒正对面积大的那一端(如左端或右端)滑动行程大一些，料槽盒正对面积小的那一端(如左端或右端)滑动行程小一些，若左右面积对称时，此时料槽盒的左端和右端的滑动行程也呈一大一小的布置，因此，使得光固化溶液很好地与固化模型之表面相剥离，有效地减少光固化溶液对固化模型的损害，从而提高了固化模型的精度。

附图说明

图1是本实用新型的基于DMD的倒立式数字光固化成型机的立体结构示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明。

请参阅图1，本实用新型的倒立式数字光固化成型机100包括机架10、料槽盒20、弹簧30、左丝杆41、右丝杆42、左电机51、右电机52、反射镜60、光源发生器70、成型平台80、上下驱动丝杆91及上下驱动电机92。机架10具有沿水平方向布置的底板11和顶板12，具体地，在本实施例中，机架10还具有位于底板11和顶板12之间的侧板13，该侧板13呈四周分布地连接于底板11和顶板12之间，且底板11、顶板12及侧板13三者共同围出一与外界隔开的封闭空间14，以简化机架10的结构；较优的是，底板11、顶板12及侧板13三者围出矩形框体，以使得机架10的布局紧凑合理。

料槽盒20的顶端开口并承装光固化溶液，光固化溶液可以指光敏树脂等这一类受到光照而进行固化的材料，且该材料为本领域普通技术人员所熟知的，故在此不再赘述；且料槽盒20悬置于顶板12对应的上方，较优的是，料槽盒20是悬空于顶板12的正上方，以便于料槽盒20相对顶板12做相对的滑动；具体地，料槽盒20包含槽底平板22、前侧平板23、后侧平板24、左侧平板25及右侧平板26，槽底平板22与顶板12相平行，左侧平板25安装在槽底平板22的左侧，右侧平板26安装在槽底平板22的右侧，前侧平板23安装在槽底平板22的前侧，后侧平板24安装在槽底平板22的后侧，且左侧平板25、右侧平板26、前侧平板23、后侧平板24及槽底平板22五者共同围出一供光固化溶液承装用的承装空间27，以简化料槽盒20的结构。

弹簧30弹性地连接于料槽盒20和顶板12之间，料槽盒20通过弹簧30悬置于顶板12对应的上方；具体地，弹簧30是连接于槽底平板22与顶板12之间，以由弹簧30将料槽盒20支撑于顶板12的上方，从而达到使料槽盒20悬空于顶板12的上方；较优的是，弹簧30分布于料槽盒20的底部的四周，即是弹簧30分布于料槽盒20的槽底平板22的四个角落处，以使弹簧30更可靠地将料槽盒20支撑于顶板12的上方处。

左丝杆41沿竖直方向布置，且左丝杆41的顶端呈啮合传动地穿置于料槽盒20的左端，具体是左丝杆41的顶端呈啮合传动地穿置于料槽盒20的槽底平板22的左端，并在左丝杆41的转动下，带动料槽盒20的左端相对顶板12做上下移动。右丝杆42沿竖直方向布置，且右丝杆42的顶端呈啮合传动地穿置于料槽盒20的右端，具体是右丝杆42的顶端呈啮合传动地穿置于料槽盒20的槽底平板22的右端，并在右丝杆42的转动下，带动料槽盒20的右端相对顶板12做上下移动。

左电机51安装在底板11上，且左电机51与左丝杆41的底端固定连接，由左电机51带动左丝杆41转动。右电机52安装在底板11上，且右电机52与右丝杆42的底端固定连接，由右电机52带动右丝杆42转动。反射镜60安装在底板11上，且反射镜60与料槽盒20相对应，目的是将光线反射到料槽盒20处。光源发生器70安装在底板11上，且光源发生器70与反射镜60相对应，目的是使光源发生器70产生的光线直接地照射于反射镜60上，再由反射镜60进行反射处理而得到反射光线，使光源发生器70发出的光线在反射镜60的反射下穿过顶板12并照射在料槽盒20内，较优的是，左电机51、右电机52、反射镜60及光源发生器70位于封闭空间14内，以防止外界污染物质对它们的污染，为它们提供一个洁净的工作环境；而光源发生器70可选择为投影仪或激光发生器，投影仪是以面扫描的方式对光固化溶液进行固化的，故固化模型效率高，而激光发生器是以线扫描方式对光固化溶液进行固化的，故适用范围广。可理解的是，由于光源发生器70发出的光线在反射镜60的反射下穿过顶板12并照射在料槽盒20内，故顶板12具有供光线穿过的开口121，或者具有供光线穿过的透光结构，同样，料槽盒20的槽底平板22也具有供光线穿过的透光结构，如高透光的石英玻璃等。

成型平台80位于料槽盒20对应的上方，较优的是，成型平台80位于料槽盒20的正上方，以便于成型平台与料槽盒20配合而成型出固化模型。上下驱动丝杆91沿竖直方向布置，且上下驱动丝杆91呈啮合传动地穿过成型平台80，由转动的上下驱动丝杆91带动成型平台80做上下方向的移动。上下驱动电机92与上下驱动丝杆91固定连接，上下驱动丝杆91在上下驱动电机92的驱动下带动成型平台80相对料槽盒20滑动，以满足在成型平台80逐层固化光固化溶液的目的，具体地，上下驱动丝杆91的底端装配于顶板12上，上下驱动电机92位于上下驱动丝杆91的上方并与该上下驱动丝杆92的顶端固定连接；为使得成型平台80相对顶板12做可靠的移动，故顶板12沿平行于上下驱动丝杆92的方向装配有导向杆93，该导向杆93滑动地穿过成型平台80，且导向杆93分别位于上下驱动丝杆91的两侧外，较优是，导向杆93位于上下驱动丝杆91的左右两侧外，为成型平台80的上下移动提供更可靠的导向；为使得上下驱动丝杆91更可靠地驱使成型平台80沿机架10的上下方向滑动，故成型平台80内嵌有与上下驱动丝杆91配合的螺母81，该螺母81套设于上下驱动丝杆91上。

与现有技术相比，借助左电机51和左丝杆41的配合，可沿上下方向驱使料槽盒20左端相对顶板12移动；借助右电机52及右丝杆42的配合，可沿上下方向驱使料槽盒20的右端相对顶板12移动；并在弹簧30的配合下，使得料槽盒20相对顶板12的上下移动更平稳可靠，因此，在承装于料槽盒20内的光固化溶液与刚被固化的固化模型之表面剥离过程中，能根据刚被固化的固化模型层之表面的左右面积分布情况而灵活地由左电机51及右电机52控制料槽盒20的左端和右端沿同一方向相对顶板12滑动，并使得料槽盒20的左端及右端相对顶板12滑动的行程不一样，即，在刚固化的固化模型层中，根据固化模型层之表面的左面积和右面积大小对比，料槽盒20正对面积大的那一端(如左端或右端)滑动行程大一些，料槽盒20正对面积小的那一端(如左端或右端)滑动行程小一些，若左右面积对称时，此时料槽盒20的左端和右端的滑动行程也呈一大一小的布置，因此，使得光固化溶液很好地与固化模型之表面相剥离，有效地减少光固化溶液对固化模型的损害，从而提高了固化模型的精度。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种基于DMD的倒立式数字光固化成型机，其特征在于，包括：

一机架，所述机架具有沿水平方向布置的底板和顶板；

一顶端开口且供光固化溶液承装用的料槽盒，所述料槽盒悬置于所述顶板对应的上方；

一弹簧，所述弹簧弹性地连接于所述料槽盒和顶板之间，所述料槽盒通过所述弹簧悬置于所述顶板对应的上方；

一左丝杆，所述左丝杆沿竖直方向布置，且所述左丝杆的顶端呈啮合传动地穿置于所述料槽盒的左端；

一右丝杆，所述右丝杆沿竖直方向布置，且所述右丝杆的顶端呈啮合传动地穿置于所述料槽盒的右端；

一左电机，所述左电机安装在所述底板并与所述左丝杆的底端固定连接；

一右电机，所述右电机安装在所述底板并与所述右丝杆的底端固定连接；

一反射镜，所述反射镜安装在所述底板上，且所述反射镜与所述料槽盒相对应；

一光源发生器，所述光源发生器安装在所述底板并与所述反射镜相对应，所述光源发生器发出的光线在所述反射镜的反射下穿过所述顶板并照射在所述料槽盒内；

一成型平台，所述成型平台位于所述料槽盒对应的上方；

一上下驱动丝杆，所述上下驱动丝杆沿竖直方向布置并呈啮合传动地穿过所述成型平台；以及

一上下驱动电机，所述上下驱动电机与所述上下驱动丝杆固定连接，所述上下驱动丝杆在所述上下驱动电机的驱动下带动所述成型平台相对所述料槽盒滑动。

2.如权利要求1所述的基于DMD的倒立式数字光固化成型机，其特征在 于，所述上下驱动丝杆的底端装配于所述顶板上，所述上下驱动电机位于所述上下驱动丝杆的上方并与该上下驱动丝杆的顶端固定连接。

3.如权利要求1所述的基于DMD的倒立式数字光固化成型机，其特征在于，所述顶板沿平行于所述上下驱动丝杆的方向装配有一导向杆，所述导向杆滑动地穿过所述成型平台，且所述导向杆分别位于所述上下驱动丝杆的两侧外 。

4.如权利要求3所述的基于DMD的倒立式数字光固化成型机，其特征在于，所述导向杆位于所述上下驱动丝杆的左右两侧外。

5.如权利要求1所述的基于DMD的倒立式数字光固化成型机，其特征在于，所述光源发生器为投影仪或激光发生器。

6.如权利要求1所述的基于DMD的倒立式数字光固化成型机，其特征在于，所述机架还具有位于所述底板和顶板之间的侧板。

7.如权利要求6所述的基于DMD的倒立式数字光固化成型机，其特征在于，所述侧板呈四周分布地连接于所述底板和顶板之间，且所述底板、顶板及侧板三者共同围出一与外界隔开的封闭空间，所述左电机、右电机、反射镜及光源发生器位于所述封闭空间内。

8.如权利要求6所述的基于DMD的倒立式数字光固化成型机，其特征在于，所述底板、顶板及侧板三者围出矩形框体。

9.如权利要求1所述的基于DMD的倒立式数字光固化成型机，其特征在于，所述弹簧分布于所述料槽盒的底部的四周。

10.如权利要求1所述的基于DMD的倒立式数字光固化成型机，其特征在于，所述料槽盒包含槽底平板、前侧平板、后侧平板、左侧平板及右侧平板，所述槽底平板与所述顶板相平行，所述弹簧连接于所述槽底平板与所述顶板之间，所述左侧平板安装在所述槽底平板的左侧，所述右侧平板安装在所述槽底平板的右侧，所述前侧平板安装在所述槽底平板的前侧，所述后侧平板安装在所述槽底平板的后侧，且所述左侧平板、右侧平板、前侧平板、后侧平板及槽底平板五者共同围出一供光固化溶液承装用的承装空间。