CN204955465U - 数字光处理三维打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种数字光处理三维打印机。数字光处理包括光敏树脂槽；打印平台用于在所述光敏树脂槽内形成三维物体；光敏树脂容器与所述光敏树脂槽连通；所述光敏树脂容器由隔板分隔成第一腔和第二腔，所述第一腔上部具有与大气相通的进气口，所述第一腔与所述光敏树脂槽连通；所述隔板下部具有气液交换通道，所述气液交换通道用于把所述第一腔内的气体导入所述第二腔以及把所述第二腔内的光敏树脂液体导入至第一腔。光敏树脂容器能够实现对光敏树脂槽的自动补液功能，并且这种结构十分简单，并且没有用到复杂的电器元件和装置，显著降低成本。

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，是涉及一种具有自动补液功能的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。

但是这样的结构容易存在一个问题。由于光敏树脂槽中的光敏树脂在打印过程中，需要不断消耗，所以光敏树脂的液面会慢慢下降，这时需要工作人员在打印过程中随时关注光敏树脂槽，并人为补充光敏树脂，不仅操作繁琐，而且需要耗费人力成本。申请号为CN200610125385.X的中国发明专利申请公开了一种光固化成形机液槽补液装置。该装置将螺旋式树脂泵设置在溢出式主液槽边的副液槽中，在计算机控制下螺旋式树脂泵抽取副液槽中的树脂，注入到主液槽中，并且能够保证主液槽内的液面始终保持在设定的高度。但是这种类型的光敏树脂的补液装置相对复杂，需要较多的部件的配合才能完成工作，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种结构简单的具有光敏树脂槽补液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包括光敏树脂槽；打印平台用于在光敏树脂槽内形成三维物体；光敏树脂容器与光敏树脂槽连通；光敏树脂容器由隔板分隔成第一腔和第二腔，第一腔上部具有与大气相通的进气口，第一腔与光敏树脂槽连通；隔板下部具有气液交换通道，气液交换通道用于把第一腔内的气体导入第二腔以及把第二腔内的光敏树脂液体导入至第一腔。

由上述方案可见，光敏树脂容器能够实现对光敏树脂槽的自动补液功能，这种结构十分简单，并且没有用到复杂的电器元件和控制装置，显著降低成本。

一个优选的方案是，气液交换通道为隔板下部的缺口，气体从缺口的上部通过，液体从缺口的下部逆向通过的缺口。

由上述方案可见，加工结构简单、合理，并且这种高度可以适应性调节，从而控制光敏树脂槽内的液面高度。

一个优选的方案是，气液交换通道为隔板下部的导气孔以及导液孔，在铅垂方向上，导气孔位于导液孔的上方。

由上述方案可见，气液交换通道包括两个独立的部件导气孔和导液孔，它们分别行使不同的工作。

一个优选的方案是，第一腔的上端部还设置有延伸通道，延伸通道的第一端与进气口连通，延伸通道的第二端与大气连通。

由上述方案可见，延伸开口的设置一方面能够增加容器的密闭性，防止容器内部的光敏液体树脂受到外界光的污染，另一方面还可以对进气口的进气速率进行控制。

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打印平台。

进一步优选的方案是，清洗装置通过管道连接至光敏树脂槽内。

由上述方案可见，清洗装置有利于对光敏树脂槽的清洗，使用更加方便。

进一步优选的方案是，管道上设置有开关装置，用于控制清洗装置内的清洗液流入到光敏树脂槽内。

一个优选的方案是，光敏树脂槽的底部与光敏树脂容器的底部通过软管连通。

附图说明

图1是本实用新型数字光处理三维打印机第一实施例的结构图。

图2是本实用新型数字光处理三维打印机第一实施例去除部分框架结构后的结构图。

图3是本实用新型数字光处理三维打印机第一实施例去除部分框架结构后另一视角的结构图。

图4是本实用新型数字光处理三维打印机第一实施例去除部分框架后的另一视角结构图。

图5是本实用新型数字光处理三维打印机第一实施例的光敏树脂容器与光敏树脂槽的工作原理图。

图6是本实用新型数字光处理三维打印机第一实施例的光敏树脂容器与光敏树脂槽的另一状态时的工作原理图。

图7是本实用新型数字光处理三维打印机第二实施例的光敏树脂容器与光敏树脂槽的工作原理图。

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

第一实施例：

如图1、图2和图3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30、丝杆传动机构、控制系统和光敏树脂容器50。光敏树脂槽20设置在框架10内，在丝杆传动机构的带动下，打印平台30可在光敏树脂槽20内运动。如图4所示，三维打印机还包括清洗装置60，清洗装置60内盛装有清洗液，用于清洗光敏树脂槽20或者清洗打印平台30或者直接清洗打印完成的三维物体。清洗装置60可以具有开关和管道，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。

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，带动丝杆40的运动，最终控制打印平台30的升降。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。

本实施例的三维打印机的工作原理作如下描述。首先，打印平台30进入透明树脂槽20内直至打印平台30的底面与槽底面之间保持25微米至30微米的垂直间隙，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。接着，与光接触的液体光敏树脂瞬间聚合成打印层，而未与光接触的液态光敏树脂则还会保持液态。接着，完成第一层物体的打印后，在丝杆40的作用下，打印平台30竖直向上运动一定距离。接着，继续进行下一个层的打印，直至打印命令停止，完成打印过程。

如图5和图6所示，光敏树脂槽20与光敏树脂容器50中均盛装有光敏树脂液体，其中，光敏树脂槽20是专门用于三维物体成型的，而光敏树脂容器50则是为了向光敏树脂槽20补给光敏树脂液体，以使光敏树脂槽20内的光敏树脂液面维持在一定高度。光敏树脂容器50由隔板51分隔成第一腔52和第二腔53，第一腔52上部具有与大气相通的进气口54，第一腔52的底部与光敏树脂槽20的底部通过软管55连通而形成类似连通器的结构，这样就可以始终保持第一腔52与光敏树脂槽20内的液面处于相同高度。隔板51下部具有气液交换通道，气液交换通道的主要作用是把第一腔52内的气体56导入第二腔53以及把第二腔53内的光敏树脂液体导入至第一腔52。本实施例的气液交换通道为隔板51下部具有一定高度h的缺口57，气体56从缺口57的上部通过，液体从缺口57的下部逆向通过。

图5中光敏树脂槽20内的光敏树脂的液面H大于缺口57的高度h的时候，第一腔52内的光敏树脂的液面高度也为H，由于第一腔52内的液面高度会将缺口57的上端部封闭，这样第一腔52内的气体就不会进入到第二腔53内，第二腔53内的光敏树脂液体在负压真空作用下也不会流入到第一腔52内。也就是当光敏树脂槽20内的液面H大于缺口57的高度h时，光敏树脂容器50不能够向光敏树脂槽20补加光敏树脂液体。

图6中三维打印机在进行打印工作时，会逐渐消耗光敏树脂槽20内的光敏树脂液体，而当光敏树脂槽20内的液面高度H略微小于第一腔52内的缺口57的高度h的时候，第一腔52内的气体会沿着缺口57的上端部进入到第二腔53内，这样会使得第二腔53内的气压相应增加，进而使得第二腔53内的光敏树脂液体沿缺口57的下端部进入到第一腔52，随之进入光敏树脂槽20内。可见，在实际使用时，当光敏树脂槽20内的光敏树脂处于消耗状态时，光敏树脂容器50会持续性向光敏树脂槽20补给光敏树脂液体，从而使光敏树脂槽20和第一腔52内的液面高度维持在接近缺口57的高度h的状态。当第二腔53内的光敏树脂的液面高度低于h后，虽然光敏树脂容器50仍可以向光敏树脂槽20补给光敏树脂液体，但是光敏树脂槽20内的液面高度H会逐渐低于缺口57的高度直至接近零。当光敏树脂槽20内的液面高度低至不能再完成打印工作的时候，或者在这一状态之前的某个时刻，操作人员应该更换新的光敏树脂容器50或者向光敏树脂容器50补加光敏树脂液体。

第二实施例：

如图7所示，本实施例的气液交换通道包括隔板61下部的导气孔62以及导液孔63，在铅垂方向上，导气孔62位于导液孔63的上方。其中，导气孔62用于把第一腔64内的气体导入到第二腔65内，而导液孔63用于把第二腔65内的液体导入到第一腔64内。另外，第一腔64的上端部还设置有延伸通道66，延伸通道66的第一端与进气口67连通，延伸通道66的第二端与大气连通。本实施例数字光处理三维打印机的其它部件的结构和连接关系在第一实施例已经详细描述，这里不再赘述。

最后需要说明的是，本实用新型不限于上述的实施方式，诸如对缺口的高度h进行优选限定的设计以及其它变形设计等也在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.数字光处理三维打印机,包括：

光敏树脂槽；

打印平台，用于在所述光敏树脂槽内形成三维物体；

光敏树脂容器，与所述光敏树脂槽连通；

其特征在于：

所述光敏树脂容器由隔板分隔成第一腔和第二腔，所述第一腔上部具有与大气相通的进气口，所述第一腔与所述光敏树脂槽连通；

所述隔板下部具有气液交换通道，所述气液交换通道用于把所述第一腔内的气体导入所述第二腔以及把所述第二腔内的光敏树脂液体导入至第一腔。

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：

所述气液交换通道为隔板下部的缺口，气体从所述缺口的上部通过，液体从缺口的下部逆向通过。

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:

所述气液交换通道为隔板下部的导气孔以及导液孔，在铅垂方向上，所述导气孔位于所述导液孔的上方。

4.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：

所述第一腔的上端部还设置有延伸通道，所述延伸通道的第一端与所述进气口连通，所述延伸通道的第二端与大气连通。

5.根据权利要求1至4任一项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，清洗液用于清洗所述光敏树脂槽或者清洗打印完成的打印物体或者清洗所述打印平台。

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：

所述清洗装置通过管道连接至所述光敏树脂槽内。

7.根据权利要求6所述的数字光处理三维打印机，其特征在于：

所述管道上设置有开关装置，所述开关装置用于控制清洗装置内的清洗液流入到所述光敏树脂槽内。

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：

所述光敏树脂槽的底部与所述光敏树脂容器的底部通过软管连通。