CN204869689U - 数字光处理三维打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的数字光处理三维打印机包括框架;光敏树脂槽，设置在框架内；打印平台可在光敏树脂槽内运动；打印平台包括可移动框架组件，可移动框架组件具有第一框架、第二框架和弹性支撑件；第一框架具有第一底板，第一底板两端具有两个相互平行设置的第一侧壁，第一侧壁上具有紧固件；第二框架具有第二底板，第二底板两端具有两个相互平行设置的第二侧壁，第二侧壁上具有导向开口；紧固件插入到导向开口中；弹性支撑件设置在第一底板和第二底板之间，且三个弹性支撑件的安装位置构成三角形。三个弹性支撑件的三角形布置增强了打印平台的结构稳定性，其三个支撑点可以有效保证打印物体的平整性，防止打印平台出现倾斜，保证打印精度。

Description

数字光处理三维打印机

技术领域

本实用新型涉及三维打印领域，具体地说，是涉及一种数字光处理的三维打印机。

背景技术

三维（3D）打印是以三维设计模型为基础，通过软件分层和数控成型，再利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料等材料通过逐层堆积黏结的方式叠加成型的技术，最终制造出实体产品。

数字光处理（DLP）光固化三维打印机的工作原理是利用DLP技术，光源采用投影仪成像，光源逐层固化液态光敏树脂，打印出分辨率较高的三维物体，其分辨率超出典型的熔融沉积制造（FDM）类型的3D打印机。

DLP光固化3D打印机主要有软件和硬件两部分组成。硬件包括打印机框架、投影仪光源、打印平台以及光敏树脂槽。打印平台在光敏树脂槽内能够上下运动，而在光敏树脂槽内装有光敏树脂。软件部分产生的影像信号经过数字处理后，通过投影仪光源投影到光敏树脂槽的底部，这样光敏树脂槽内的光敏树脂能够瞬间聚合成固体，而未与光接触的光敏树脂则保持液态，这样就在打印平台与光敏树脂槽相对的平面上逐层生成三维物体。

然而，光敏树脂在打印平台上的成型过程中，由于打印平台的平稳性难以得到保证，打印平台容易出现倾斜的现象，这样就降低了打印物体的精度。特别是在打印机首次运行时，光敏树脂槽的底板所在的平面与打印平台所在的平面很难完全相同，这就使得打印平台与光敏树脂槽的底板之间很难完全贴合，尽管这种情况用肉眼难以辨识到，但是其对打印的精度具有明显地影响。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种在打印过程中对打印平台具有校准功能的数字光处理三维打印机。

本实用新型提供的数字光处理三维打印机包括框架;光敏树脂槽设置在框架内；打印平台可在光敏树脂槽内运动；打印平台包括可移动框架组件，可移动框架组件具有第一框架、第二框架、弹性支撑件和紧固件；第一框架具有第一底板，第一底板两端具有两个相互平行设置的第一侧壁；第二框架具有第二底板，第二底板两端具有两个相互平行设置的第二侧壁，第二侧壁上具有导向开口；紧固件插入到导向开口中且与第一侧壁连接；弹性支撑件设置在第一底板和第二底板之间，弹性支撑件的数量至少是三个，且其中三个弹性支撑件的安装位置构成三角形。

由上述方案可见，三个弹性支撑件的三角形布置增强第一框架和第二框架之间的结构稳定性，第二底板是用于三维物体的成型，当可移动框架的第二底板与光敏树脂槽的第三底板接触时，如果第二底板与树脂槽的第三底板之间不能完全贴合，即第二底板所在平面与树脂槽的第三底板所在平面没有完全平行，此时，树脂槽的第三底板对于第二底板的作用力在不同的区域会不均衡，即有的区域作用力较大，有的区域作用力较小。由于第二底板与第一底板之间具有弹性支撑件，在作用力的影响下，弹性支撑件受力变形后会自行调整第二底板相对于树脂槽的第三底板的接触角度，最终使得第二底板与树脂槽的第三底板之间完全贴合，保证打印物体的平整性，提高物体的打印精度。

一个优选的方案是，紧固件为螺钉，第一侧壁具有螺纹孔，螺钉与螺纹孔配合；光敏树脂槽具有第三底板，第三底板由硅胶材料制成。

由上述方案可见，当第二底板上的打印层与光敏树脂槽的第三底板分离时，弹性材料有助于打印层与第三底板之间产生裂口，加快两者的分离速度。

一个优选的方案是，数字化光处理三维打印机还包括清洗装置，清洗装置内盛装有清洗液，清洗液用于清洗光敏树脂槽或者清洗打印完成的打印物体或者清洗可移动框架组件。

由上述方案可见，可以对光敏树脂槽及时清洁，使用更加方便，提升三维物体的打印质量，同时延长整个打印机的使用寿命。另外，可以把打印完成的打印物体直接放置到清洗装置内部，直接清洗打印物体表面上的树脂材料。此外，还可以把可移动框架组件从丝杆上拆卸下来之后，放入到清洗装置内进行清洗。

进一步优选的方案是，数字化光处理三维打印机还包括光敏树脂槽；清洗装置具有管道，管道的一端延伸到光敏树脂槽内。

更进一步优选的方案是，清洗装置具有开关，开关设置在管道的上游；数字光处理三维打印机还包括控制系统，控制系统与开关连接。

由上述方案可见，实现机器操作的自动化，无需人工操作，节省人力成本。

再进一步优选的方案是，开关为电动阀门或者泵。

由上述方案可见，实现对清洗液的速率调节和控制。

一个优选的方案是，弹性支撑件由固定杆和弹簧组成，弹簧套设在固定杆上，固定杆的第一端固接在第一底板上，固定杆的第二端与第二底板之间具有一定距离。

一个优选的方案是，光敏树脂槽具有底板，底板由硅胶材料制成。

由上述方案可见，当第二平板上的打印层与光敏树脂槽的第三底板分离时，弹性材料的技术方案有助于打印层与光敏树脂槽之间产生裂口，加快两者的分离速度。

一个优选的方案是，第二框架由弹性材料制成。

一个优选的方案是，三角形为等边三角形。

由上述方案可见，支撑效果更好。

一个优选的方案是，光处理三维打印机具有丝杆传动机构；可移动框架组件还具有连接件，连接件分别与丝杆传动机构以及第一底板连接。

由上述方案可见，结构简单、合理，顺利实现三维物体的成型。

附图说明

图1是本实用新型数字光处理三维打印机实施例的结构图。

图2是本实用新型数字光处理三维打印机实施例去除部分框架后的内部结构图。

图3是本实用新型数字光处理三维打印机实施例的可移动框架组件的结构放大图。

图4是本实用新型数字光处理三维打印机实施例的可移动框架组件从另一角度观察的结构放大图。

图5是本实用新型数字光处理三维打印机实施例的第一框架和第二框架的配合关系结构放大图。

图6是本实用新型数字光处理三维打印机实施例的打印层与光敏树脂槽的第三底板剥离时的局部剖视图。

图7是本实用新型数字光处理三维打印机实施例的打印平台在光敏树脂槽内进行校准时的示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实施例的数字光处理三维打印机包括框架10、投影仪光源、光敏树脂槽20、打印平台、丝杆传动机构和控制系统。光敏树脂槽20设置在框架10内，打印平台包括可移动框架组件30，打印平台可在光敏树脂槽内运动。

控制系统能够获取三维物体的打印数据，获取数据的方式可以是通过电脑上切片软件处理后得到，也可以通过插入存储卡的方式获得打印数据。丝杆传动机构具有丝杆40和电机，控制系统能够控制电机的正常工作。控制系统还与投影仪光源连接，从而控制和调节投影仪光源的成像图案、照射时间和照射强度等参数。

光敏树脂槽20固定在框架10上，光敏树脂槽20内盛装有可用于三维物体成型的光敏树脂。光敏树脂槽20一般选用透明材料制成，这样有利于投影仪光源的光透射到光敏树脂槽20的内部。光敏树脂槽20具有第三底板21，第三底板21具有弹性，选用的弹性材料可以是硅胶材料。投影仪光源设置在光敏树脂槽20的下方，在投影仪光源的照射下光敏树脂会发生固化，而未照射到的部分不发生固化。

如图3、图4和图5所示，可移动框架组件30具有连接件31、第一框架32和第二框架33。第一框架32具有第一底板34，第一底板34两端具有两个相互平行设置的第一侧壁35，每一个第一侧壁35上具有两个紧固件36。第二框架33具有第二底板37，第二底板37两端具有两个相互平行设置的第二侧壁38，每一个第二侧壁38上具有两个导向开口39。

当第一框架32安装在第二框架33上之后，第一底板34与第二底板37相对放置，第一侧壁35与第二侧壁38邻接，每一个紧固件36插入到对应的一个导向开口39中。

在第一底板34和第二底板37之间设置三个弹性支撑件41，三个弹性支撑件41的安装位置形成等边三角形。弹性支撑件41优选由固定杆42和弹簧44组成，弹簧44套设在固定杆42外，固定杆42的第一端固接在第一底板34上，固定杆42的第二端与第二底板37之间形成间隙。第二底板37、两个第二侧壁38优选地由弹性材料制成。

连接件31的两端分别与丝杆40以及第一底板34连接，当电机带动丝杆40转动时，从而带动可移动框架组件30的整体运动。

如图6所示，本实施例的三维打印机的工作过程如下。首先，在丝杆40的作用下带动第二底板37进入到光敏树脂槽20内，直至第二底板37与光敏树脂槽20的第三底板21之间保持在25微米至30微米的垂直间隙。然后，投影仪光源的投影光透过光敏树脂槽20后与液体光敏树脂相接触，此时，与光接触的液体光敏树脂瞬间聚合形成打印层43，而未与光接触的液态光敏树脂则保持液态。同时，由于液体光敏树脂的固化，在打印层43的底面与第三底板21之间会形成真空效应。接着，打印层43需要与第三底板21上脱离，而第二底板37在向上运动时，由于第三底板21由弹性材料制成，因此第三底板21会发生一定程度的变形，随之在打印层43与第三底板21之间就会发生撕裂而产生开口47，从而破坏真空效应，顺利实现打印层43与第三底板21的剥离。接着，继续下一个打印层43的成型并直到整个打印命令结束。另外，由于在第一底板34与第二底板37之间具有弹性件支撑件41，在可移动框架组件30上升的过程中，弹性支撑件41能够增加第二底板37的稳定性，防止第二底板37发生倾斜，使得打印层43更加平整，分辨率更高。

如图7所示，本实施例的三维打印机的打印平台与光敏树脂槽的第三底板21的校准过程如下。首先，操作人员对紧固件36进行第一次紧固，使得第一框架32和第二框架33之间基本上不能相对移动，但此时并没有把第一框架32和第二框架33完全固定在一起，也就是第一框架32和第二框架33之间能够进行微小距离的相对移动。然后，在丝杆40的作用下带动第二框架33的第二底板37进入到光敏树脂槽20内，直到第二底板37接触并且按压在第三底板21上。接着，如果第三底板21与第二底板37没有完全贴合，即第三底板21所在的平面与第二底板37所在的平面不平行，图7中的局部放大图中可以看到在第二底板37的左端与第三底板21之间存在微小的缝隙52，因而会导致第三底板21对于第二底板37的作用力在不同的区域会产生不同的作用力，例如在第一位点49产生了F1的作用力，而在第二位点51产生了F2的作用力，由于缝隙52的存在则F1大于F2，那么在弹性支撑件41的作用下，第二底板37将发生角度调整，使得第二底板37与第三底板21之间最终处于贴合状态。最后，操作人员用工具对紧固件36进行第二次固定，使得第一框架32和第二框架33之间处于完全锁死状态，也就是第一框架32和第二框架33之间不再发生微小距离的相对移动，保证第二底板37与第三底板21之间的平面相互平行，随之再进行上述的打印过程。

本实施例的紧固件可以是一个螺钉，第一侧壁35上具有螺纹孔，螺钉与螺纹孔配合，螺钉旋紧之后能够把第一框架32和第二框架33固定起来，螺钉旋紧的程度可以根据实际情况进行调整，从而配合上述打印平台的校准过程。

此外，本实施例的三维打印机还包括清洗装置50，清洗装置50内盛装有清洗液，清洗液用于清洗光敏树脂槽20。清洗装置50具有开关和管道，管道的一端延伸到光敏树脂槽20内，开关可以是电动阀门或者泵。控制系统与开关连接，从而对开关进行控制操作，进而调节和控制清洗液的流量。

最后需要说明的是，本实用新型不限于上述的实施方式，诸如泵选取蠕动泵或者叶轮泵或者齿轮泵或者隔膜泵或者螺杆泵或者活塞泵等也在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.数字光处理三维打印机,

包括框架;

光敏树脂槽，设置在所述框架内；

打印平台，可在所述光敏树脂槽内运动；

其特征在于：

所述打印平台包括可移动框架组件，所述可移动框架组件具有第一框架、第二框架、弹性支撑件和紧固件；

所述第一框架具有第一底板，所述第一底板两端具有两个相互平行设置的第一侧壁；

所述第二框架具有第二底板，所述第二底板两端具有两个相互平行设置的第二侧壁，所述第二侧壁上具有导向开口；

所述紧固件插入到所述导向开口中且与所述第一侧壁连接；

所述弹性支撑件设置在所述第一底板和所述第二底板之间，所述弹性支撑件的数量至少是三个，且其中三个所述弹性支撑件的安装位置构成三角形。

2.根据权利要求1所述的数字光处理三维打印机，其特征在于：

所述紧固件为螺钉，所述第一侧壁具有螺纹孔，所述螺钉与所述螺纹孔配合；

所述光敏树脂槽具有第三底板，所述第三底板由硅胶材料制成。

3.根据权利要求1所述的数字光处理三维打印机，其特征在于：

所述数字化光处理三维打印机还包括清洗装置，所述清洗装置内盛装有清洗液，清洗液用于清洗光敏树脂槽或者清洗打印完成的打印物体或者清洗所述可移动框架组件。

4.根据权利要求3所述的数字光处理三维打印机，其特征在于：

所述清洗装置具有管道，所述管道的一端延伸到所述光敏树脂槽内。

5.根据权利要求4所述的数字光处理三维打印机，其特征在于：

所述清洗装置具有开关，所述开关设置在所述管道的上游；

所述数字光处理三维打印机还包括控制系统，所述控制系统与所述开关连接。

6.根据权利要求5所述的数字光处理三维打印机，其特征在于：

所述开关为电动阀门或者泵。

7.根据权利要求1所述的数字光处理三维打印机，其特征在于:

所述弹性支撑件由固定杆和弹簧组成，所述弹簧套设在所述固定杆上，所述固定杆的第一端固接在所述第一底板上，所述固定杆的第二端与所述第二底板之间具有一定距离。

8.根据权利要求1所述的数字光处理三维打印机，其特征在于：

所述第二框架由弹性材料制成。

9.根据权利要求1所述的数字光处理三维打印机，其特征在于：

所述三角形为等边三角形。

10.根据权利要求1至9任一项所述的数字光处理三维打印机，其特征在于：

所述光处理三维打印机具有丝杆传动机构；

所述可移动框架组件还具有连接件，所述连接件分别与所述丝杆传动机构以及所述第一底板连接。