CN204736443U - 光固化三维成型机台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光固化三维成型机台，其包括载台、反应槽、扫描器以及加热器。反应槽设置于载台上。反应槽储存有液态光敏树脂。扫描器设置于载台的下方。载台位于反应槽与扫描器之间。扫描器适于投射光束通过载台与反应槽的底部，以照射反应槽内的液态光敏树脂。加热器设置于反应槽的至少一侧，以对反应槽内的液态光敏树脂进行加热。本实用新型有助于缩减液态光敏树脂固化所需的时间而具有较佳的加工效率。

Description

光固化三维成型机台

技术领域

本实用新型是有关于一种三维成型机台，且特别是有关于一种光固化三维成型机台。

背景技术

立体光固化成型法(SLA)是最早实用化的快速成型技术，其采用液态光敏树脂作为成型原料，制作步骤大致如下。首先，通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将三维实体模型进行切片处理，进而得到多个分层的扫描路径。接着，控制单元将依据各个切层的扫描路径精确控制激光扫描器和升降台的运动，使激光光束按第一切层的扫描路径照射到液态光敏树脂的表面，以令特定区域内的一层树脂固化后生成出三维实体模型的其中一个截面，进而得到第一固化层。接着，使升降台上升或下降一定距离，使第一固化层上覆盖另一层液态光敏树脂，再以控制单元依据第二切层的扫描路径精确控制激光扫描器，使激光光束按第二切层的扫描路径照射到液态光敏树脂的表面，进而得到第二固化层，其中第二固化层可牢固地粘结在前一固化层上。如此逐层叠加，便能制作得到与三维实体模型相符的三维工件原型。

一般来说，立体光固化成型法需以特定波长与强度的激光光束聚焦到液态光敏树脂，使被激光所照射到的特定区域内的液态光敏树脂能由点到线、线到面的顺序固化，因此在激光光束扫描液态光敏树脂的过程中，其仍需在点、线、面上停留特定时间，进而提供足以让被照射到的液态光敏树脂固化的能量。换言之，现有的光固化三维成型机台仍存在着液态光敏树脂固化的时间较长以至于加工效率不佳的情形。因此，如何提升光固化三维成型机台的加工效率，便成为当前亟待解决的问题之一。

实用新型内容

本实用新型提供一种光固化三维成型机台，其有助于缩减液态光敏树脂 固化所需的时间而具有较佳的加工效率。

本实用新型提出一种光固化三维成型机台，其包括载台、反应槽、扫描器以及加热器。反应槽设置于载台上。反应槽储存有液态光敏树脂。扫描器设置于载台的下方。载台位于反应槽与扫描器之间。扫描器适于投射光束通过载台与反应槽的底部，以照射反应槽内的液态光敏树脂。加热器设置于反应槽的至少一侧，以对反应槽内的液态光敏树脂进行加热。

在本实用新型的一实施例中，上述的扫描器适于投射出紫外光或可见光。

在本实用新型的一实施例中，上述的加热器设置于该载台上。

在本实用新型的一实施例中，上述的加热器环绕反应槽。

在本实用新型的一实施例中，上述的载台位于加热器与反应槽之间。

在本实用新型的一实施例中，上述的载台具有供光束通过的光通过区域。加热器位在光通过区域之外。

在本实用新型的一实施例中，上述的光通过区域的面积小于等于反应槽的开口的面积。

在本实用新型的一实施例中，上述的光固化三维成型机台还包括升降平台。升降平台位于反应槽的上方，其中升降平台具有面向反应槽的表面以及位于前述表面上的成型区域。

在本实用新型的一实施例中，上述的加热器设置于表面上，且位于成型区域之外。

在本实用新型的一实施例中，上述的加热器为红外线加热器。

在本实用新型的一实施例中，上述的扫描器适于投射出激光。

基于上述，本实用新型的光固化三维成型机台是在反应槽的周围设置有加热器，以通过加热器对反应槽内的液态光敏树脂进行加热，以初步活化液态光敏树脂使其反应性提高。之后，在扫描器投射光束至活化后的液态光敏树脂时，液态光敏树脂便能迅速地产生光聚合反应而固化。如此为之，能有助于缩减液态光敏树脂固化所需的时间，进而提升光固化三维成型机台的加工效率。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是本实用新型一实施例的光固化三维成型机台的结构示意图；

图1B是图1A的载台的俯视图；

图2A是本实用新型另一实施例的光固化三维成型机台的结构示意图；

图2B是图2A的载台的底视图；

图3A是本实用新型又一实施例的光固化三维成型机台的结构示意图；

图3B是图3A的升降平台的底视图。

附图标记说明：

10：液态光敏树脂；

20：成型物； 

100、100A～100B：光固化三维成型机台；

110：载台；

111：光通过区域；

120：反应槽； 

121：底部；

122：开口；

130：扫描器； 

131：光发射器； 

132：反射器； 

133：光束；

140：加热器； 

141：子加热器； 

150：升降平台； 

151：表面；

152：成型区域。 

具体实施方式

图1A是本实用新型一实施例的光固化三维成型机台的结构示意图。图1B是图1A的载台的俯视图。请参考图1A与图1B，在本实施例中，光固化三维成型机台100所采用的三维打印技术例如是采用立体光固化成型法，其 包括载台110、反应槽120、扫描器130以及加热器140。

载台110与反应槽120皆例如是由透光或透明的材质所构成，其中反应槽120设置于载台110上，反应槽120储存有液态光敏树脂10，且液态光敏树脂10可混掺有陶瓷材料，陶瓷材料可为氧化锆、氧化铝、氧化硅、碳化硅或氮化硅。另一方面，扫描器130设置于载台110的下方，即载台110位于反应槽120与扫描器130之间。换个角度来说，反应槽120与扫描器130分别位于载台110的相对两侧，其中扫描器130可包括光发射器131以及反射器132，光发射器131适于投射光束133至反射器132，经由反射器132的反射后的光束133射向载台110。由于载台110与反应槽120皆例如是由透光或透明的材质所构成，因此光束133可进一步通过载台110与反应槽120的底部121，以照射反应槽120内的液态光敏树脂10。

详细而言，反射器132即作为控制光束133的扫描路径所用，其中光束133可以是紫外光、紫外光激光、激光或可见光，且波长大致上是落在280纳米至760纳米之间。加热器140例如是红外线加热器，且设置于反应槽120的至少一侧。此处，加热器140例如是设置于载台110上，并与反应槽120位于载台110的同侧。加热器140可以是由多个子加热器141所组成，这些子加热器141环绕排列于反应槽120的周围，用以投射红外线至反应槽120内的液态光敏树脂10，进而对反应槽120内的液态光敏树脂10进行加热。前述红外线的波长大致上是落在2.5微米至15微米之间，例如是中红外线。

反应槽120内的液态光敏树脂10在受到加热器140所提供的红外线的照射后得以活化而提高其反应性，其中在液态光敏树脂10混掺有陶瓷材料的情况下，更能有效地提高液态光敏树脂10吸收红外线的效率。因此，当光束133照射到活化后的液态光敏树脂10时，液态光敏树脂10便能迅速地产生光聚合反应而固化。也就是说，通过加热器140预加热反应槽120内的液态光敏树脂10，能有助于缩减光束133照射于液态光敏树脂10后液态光敏树脂10固化所需的时间，进而提升光固化三维成型机台100的加工效率。

需说明的是，本实施例虽然是以加热器140可包含有多个环绕排列于反应槽120的周围的子加热器141作说明，但本实用新型并不以此为限。在另一实施例中，加热器140也可为连续且封闭的结构，以环绕反应槽120作设置。在又一实施例中，加热器140也可仅设置于反应槽120的任一侧、任两 侧或任三侧。另一方面，本实施例的加热器140是用以提供红外线至反应槽120内的液态光敏树脂10，其所采用的红外线光源可为管状光源、点状光源、球状光源或其他适当形式的光源，本实用新型对此不加以限制。

如图1A所示，光固化三维成型机台100还包括升降平台150，其位于反应槽120的上方，逐层固化反应槽120内的液态光敏树脂10所形成的成型物20便是附着于升降平台150面向反应槽120的开口122的表面151上。

以下将列举其他实施例以作为说明。在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图2A是本实用新型另一实施例的光固化三维成型机台的结构示意图。图2B是图2A的载台的底视图。请参考图2A与图2B，光固化三维成型机台100A与上述实施例的光固化三维成型机台100大致相似，唯两者之间的差异在于：光固化三维成型机台100A的加热器140与反应槽120分别设置载台110的相对两侧，即载台110位于加热器140与反应槽120之间。详细而言，载台110具有供光束133通过的光通过区域111，加热器140位在光通过区域111之外，其中光通过区域111的面积小于等于反应槽120的开口122的面积。

图3A是本实用新型又一实施例的光固化三维成型机台的结构示意图。图3B是图3A的升降平台的底视图。请参考图3A与图3B，光固化三维成型机台100B与上述实施例的光固化三维成型机台100大致相似，唯两者之间的差异在于：光固化三维成型机台100B的加热器140设置于升降平台150上。详细而言，升降平台的表面151上定义有成型区域152，加热器140例如是设置于表面151上且位于成型区域152之外，其中成型区域152的面积小于等于反应槽120的开口122的面积。此处，成型区域152为逐层固化反应槽120内的液态光敏树脂10所形成的成型物20所附着的区域。

值得一提的是，在其他实施例中，也可加以组合上述各个实施例的加热器的配置方式，而采用于单一台光固化三维成型机台。举例来说，加热器可分别设置于载台的相对两侧，或者是载台的任一侧以及升降平台面向反应槽的表面上，又或者是载台的相对两侧以及升降平台面向反应槽的表面上。

综上所述，本实用新型的光固化三维成型机台是在反应槽的周围设置有红外线加热器，以通过红外线加热器对反应槽内的液态光敏树脂进行加热，以初步活化液态光敏树脂使其反应性提高。之后，在扫描器投射光束至活化后的液态光敏树脂时，液态光敏树脂便能迅速地产生光聚合反应而固化。如此为之，能有助于缩减液态光敏树脂固化所需的时间，进而提升光固化三维成型机台的加工效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种光固化三维成型机台，其特征在于，包括：

载台；

反应槽，设置于所述载台上，所述反应槽储存有液态光敏树脂；

扫描器，设置于所述载台的下方，所述载台位于所述反应槽与所述扫描器之间，所述扫描器适于投射光束通过所述载台与所述反应槽的底部，以照射所述反应槽内的所述液态光敏树脂；以及

加热器，设置于所述反应槽的至少一侧，以对所述反应槽内的所述液态光敏树脂进行加热。

2.根据权利要求1所述的光固化三维成型机台，其特征在于，所述扫描器适于投射出紫外光或可见光。

3.根据权利要求1所述的光固化三维成型机台，其特征在于，所述加热器设置于所述载台上。

4.根据权利要求3所述的光固化三维成型机台，其特征在于，所述加热器环绕所述反应槽。

5.根据权利要求3所述的光固化三维成型机台，其特征在于，所述载台位于所述加热器与所述反应槽之间。

6.根据权利要求5所述的光固化三维成型机台，其特征在于，所述载台具有供所述光束通过的光通过区域，所述加热器位在所述光通过区域之外。

7.根据权利要求6所述的光固化三维成型机台，其特征在于，所述光通过区域的面积小于等于所述反应槽的开口的面积。

8.根据权利要求1所述的光固化三维成型机台，其特征在于，还包括：

升降平台，位于所述反应槽的上方，其中所述升降平台具有面向所述反应槽的表面以及位于所述表面上的成型区域。

9.根据权利要求8所述的光固化三维成型机台，其特征在于，所述加热器设置于所述表面上，且位于所述成型区域之外。

10.根据权利要求1所述的光固化三维成型机台，其特征在于，所述加热器为红外线加热器。

11.根据权利要求1所述的光固化三维成型机台，其特征在于，所述扫描器适于投射出激光。