CN205929494U - 一种3d打印平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别涉及一种3D打印平台，包括有成型舱模块、清洗舱模块、固化舱模块、通风模块和控制模块，成型舱模块、清洗舱模块和固化舱模块均设有钢构柜体和设置在钢构柜体内部的独立舱体，所述控制模块通过摇臂与成型舱模块的钢构柜体连接，控制模块设有用于控制各模块工作的主机，该主机通过电缆线分别与成型舱模块、清洗舱模块、固化舱模块以及通风模块电性连接。本实用新型集3D打印、超声波清洗和成品光固化为一体，通过一台设备从成型到成型后清洗，再到清洗后产品的后续固化以稳定产品造型，为3D打印成型小型产品提供了全方位的服务，大幅度降低了运用3D打印技术进行自主研发产品的企业研发成本。

Description

一种3D打印平台

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别涉及一种3D打印平台。

背景技术

快速成形技术(Rapid prototyping，简称RP)又称快速原型制造技术，是近年来发展起来的一种先进制造技术。快速成形技术20世纪80年代起源于美国，很快发展到日本和欧洲，是近年来制造技术领域的一次重大突破。快速成形是一种基于离散堆积成形思想的数字化成形技术，自动、快速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零部件，从而可对产品设计进行快速评价、修改，提高企业的竞争能力。

RP将CAD、CAM、CNC、精密伺服驱动、光电子和新材料等先进技术集于一体，依据由CAD构造的产品三维模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓。按照这些轮廓，激光束选择性地喷射，固化一层层液态树脂(或切割一层层的纸，或烧结一层层的粉末材料)，或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等，形成各层截面，逐步叠加成三维产品，将一个复杂的三维加工简化成一系列二维加工的组合。

随着快速成型技术的不断成熟，各种基于该技术的3D打印设备不断涌现，但是市面上大部分的快速成型设备只具备3D打印功能，对于打印成型后的产品的清洗和后续固化工作需要在其他设备内完成，因此对于不具备自主研发能力的企业来说如果需要通过快速成型技术来自己生产一些小型零件，不仅仅需要购买3D打印设备，还需要另外购买清洗设备和固化设备，在增加了设备投入成本的同时，不同厂家的设备进行维护需要联系不同的技术人员，无形中增加了企业通过3D打印技术制造零部件的成本。

基于上述问题，本实用新型提供一种综合性的3D打印平台，该打印平台集3D打印、超声波清洗和成品光固化为一体，通过一台设备从成型到成型后清洗，再到清洗后产品的后续固化以稳定产品造型，为3D打印成型小型产品提供了全方位的服务，大幅度降低了运用3D打印技术自主研发产品的成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种3D打印平台，该打印平台集3D打印、超声波清洗和成品光固化为一体，通过一台设备从成型到成型后清洗，再到清洗后产品的后续固化以稳定产品造型，为3D打印成型小型产品提供了全方位的服务，大幅度降低了运用3D打印技术自主研发产品的成本。

为解决上述问题，本实用新型提供以下技术方案：

一种3D打印平台，包括有成型舱模块、清洗舱模块、固化舱模块、通风模块和控制模块，成型舱模块、清洗舱模块和固化舱模块均设有钢构柜体和设置在钢构柜体内部的独立舱体，所述通风模块包括安装在成型舱模块顶部的第一通风装置、安装在清洗舱模块顶部的第二通风装置和安装在固化舱模块顶部的第三通风装置，所述控制模块通过摇臂与成型舱模块的钢构柜体连接，控制模块设有用于控制各模块工作的主机，该主机通过电缆线分别与成型舱模块、清洗舱模块、固化舱模块以及通风模块电性连接。

进一步地，所述成型舱包括有成型舱体和3D打印成型机构，3D打印成型机构包括有安装在成型舱体内的升降机构、光敏树脂储料架和安装在成型舱体正下方的激光投射装置，成型舱体的顶板安装有与第一通风装置连通的通风管道，成型舱体的底板设置有用于安装光敏树脂储料架和升降机构的安装口，光敏树脂储料架通过螺栓安装在该安装口的正上方，升降机构通过螺栓与光敏树脂储料架固定连接，升降机构设有可垂直升降的水平基板，光敏树脂储料架上安装有可快速拆卸的储料盒，该储料盒为透明材质制成的上端敞开的盒体，所述光敏树脂储料架的正中心位置开设有透光孔。

进一步地，所述清洗舱包括有清洗舱体、超声波清洗槽、快速风干装置、供水装置和供气装置，清洗舱体的顶板安装有与第二通风装置连接的通风管道，超声波清洗槽安装在清洗舱体底板上位于清洗舱里侧，供水装置和供气装置安装在钢构柜体内并位于清洗舱体下方，快速风干装置包括有集水槽和高压气枪，集水槽安装在清洗舱体底板下方，集水槽的底部通过管道与供水装置连接，高压气枪通过气管与供气装置连接，在清洗舱底板上开设有位于集水槽正上方的漏水孔。

进一步地，所述固化舱包括固化舱体、固化灯装置和旋转平台，固化灯装置安装在固化舱体内并吊装在其顶板中央，旋转平台安装在固化舱体内位于其底板中央，旋转平台设有由电机驱动匀速旋转的托盘，固化灯装置安装有若干紫外线灯管。

有益效果：本实用新型集3D打印、超声波清洗和成品光固化为一体，通过一台设备从成型到成型后清洗，再到清洗后产品的后续固化以稳定产品造型，为3D打印成型小型产品提供了全方位的服务，大幅度降低了运用3D打印技术进行自主研发产品的企业研发成本。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型中成型舱模块的立体结构示意图；

图3为本实用新型中成型舱的立体结构示意图；

图4为本实用新型中3D打印成型机构的立体结构示意图；

图5为本实用新型中3D打印成型机构的立体分解结构示意图；

图6为本实用新型中3D打印成型机构工作原理示意图一；

图7为本实用新型中3D打印成型机构工作原理示意图二；

图8为本实用新型中光敏树脂储料架的立体结构示意图；

图9为本实用新型中光敏树脂储料架的立体分解结构示意图；

图10为本实用新型中清洗舱模块和固化舱模块的立体结构示意图一；

图11为本实用新型中清洗舱内部结构示意图一；

图12为本实用新型中清洗舱内部结构示意图二；

图13为本实用新型中固化舱内部结构示意图；

图14为本实用新型中固化灯装置的立体结构示意图一；

图15为本实用新型中固化灯装置的立体结构示意图二；

附图标记说明：钢构柜体1，摇臂2，主机3，成型舱4，清洗舱5，固化舱6，第一舱门7，第二舱门8，成型舱体9，安装口9a，3D打印成型机构10，升降机构10a，水平基板10a1，支架体10a2，升降滑轨10a3，丝杆10a4，伺服电机10a5，升降块10a6，滑块10a7，光敏树脂储料架10b，第一安装部10b1，第二安装部10b2，第一侧板10b3，第二侧板10b4，定位柱10b5，储料盒10c，侧棱10c1，定位孔10c2，清洗舱体11，超声波清洗槽12，供水装置13，供气装置14，集水槽15，高压气枪16，漏水孔17，固化舱体18，固化灯装置19，灯管安装支架19a，灯管安装板19a1，散热板19a2，吊灯支架19b，第一支架19b1，第二支架19b2，第三支架19b3，定位板19b4，旋转平台20，紫外线灯管21。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本实用新型的具体实施例做进一步详细描述：

参照图1、图2、图3、图10、图11、图13所示，本实用新型的一种3D打印平台包括有成型舱模块、清洗舱模块、固化舱模块、通风模块和控制模块，成型舱模块、清洗舱模块和固化舱模块均设有钢构柜体1和设置在钢构柜体1内部的独立舱体，所述通风模块包括安装在成型舱模块顶部的第一通风装置、安装在清洗舱模块顶部的第二通风装置和安装在固化舱模块顶部的第三通风装置，所述控制模块通过摇臂2与成型舱模块的钢构柜体1连接，控制模块设有用于控制各模块工作的主机3，该主机3通过电缆线分别与成型舱模块、清洗舱模块、固化舱模块以及通风模块电性连接，所有钢构柜体1均包括有上柜体和下柜体，即成型舱模块的钢构柜体1包括有用于进行快速成型的成型舱4以及位于该成型舱4正下方的第一储物柜，清洗舱模块的钢构柜体1包括有用于对成型后产品进行清洗的清洗舱5以及位于该清洗舱5正下方的第二储物柜，固化舱模块的钢构柜体1包括有用于对成型并且清洗后的产品进行光固化作业的固化舱6以及位于该固化舱6正下方的第三储物柜。

更进一步地，所述成型舱4、清洗舱5和固化舱6均设有向上平移抬起的第一舱门7和可以90度向外翻开的第二舱门8。第一舱门7和第二舱门8使所有舱体均可以最大程度的打开，并且在不同需求的场合选择合适的舱门进行开启，所有的第一舱门7和第二舱门8的面板均为有色透明有机玻璃制成，有色透明有机玻璃具有一定的透光性能，可以透过舱门观察各舱体内的具体工作情况，本实用新型中所选用的为黑色透明有机玻璃，黑色透明有机玻璃在保证更够观察到舱体内工作情况的同时尽可能避免外部关于照射到舱体内对成型舱4内的快速成型和固化舱6内的光固化造成影响。

参照图3至图7所示，成型舱4包括有成型舱体9和3D打印成型机构10，3D打印成型机构10包括有安装在成型舱体9内的升降机构10a、光敏树脂储料架10b和安装在成型舱体9正下方的激光投射装置，成型舱体9的顶板安装有与第一通风装置连通的通风管道，该通风管道用于保证在所有舱门关闭情况下成型舱4内通风，成型舱体9的底板设置有用于安装光敏树脂储料架10b和升降机构10a的安装口9a，光敏树脂储料架10b通过螺栓安装在该安装口9a的正上方，升降机构10a通过螺栓与光敏树脂储料架10b固定连接，升降机构10a设有可垂直升降的水平基板10a1，安装状态下水平基板10a1位于光敏树脂储料架10b的正上方，在光敏树脂储料架10b上安装有可快速拆卸的储料盒10c，该储料盒10c为透明材质制成的上端敞开的盒体，所述光敏树脂储料架10b的正中心位置开设有透光孔，安装在成型舱体9底部的激光投射装置投射出来的激光束依次穿过安装口9a和透光孔经过储存在储料内的液态光敏树脂直接投射在水平基板10a1上。

参见图6和图7所示，水平基板10a1下降并且浸没在储料盒10c内的液态光敏树脂层内，水平基板10a1与储料盒10c底部之间留有极小间隙，该极小间隙内储存有一层纤薄的液态光敏树脂层，当激光束投射到水平基板10a1上会使这一纤薄的液态光敏树脂层固化而形成产品轮廓并与水平基板10a1底板连接在一起，通过控制水平基板10a1以极小的距离上升，水平基板10a1与储料盒10c底板之间的间隙加大，该间隙内灌入更多的液态光敏树脂并进行新的一层产品轮廓的打印，新固化的部分与原来固化的部分连接在一起，这样随着水平基板10a1的不断上升进而完成产品一层一层的快速成型。

参见图4和图5，所述升降机构10a还包括有支架体10a2、升降滑轨10a3和丝杆驱动机构，所述支架体10a2垂直设置，其横截面为C字型结构，支架体10a2包括有左侧板、右侧板和背板，支架体10a2的顶部和底部分别均焊接固定有上端盖和下端盖，升降滑轨10a3通过螺栓固定安装在支架体10a2的背板内侧，升降滑轨10a3上安装有滑块10a7，丝杆驱动机构包括有丝杆10a4、伺服电机10a5和升降块10a6，丝杆10a4的两端通过轴承分别与上端盖和下端盖连接，丝杆10a4的下端穿过下端盖与安装在下端盖底部的伺服电机10a5的输出端传动连接，升降块10a6套设在丝杆10a4上并与其螺纹配合，升降块10a6还通过螺栓与滑块10a7固定连接，伺服电机10a5驱动丝杆10a4转动以驱动升降块10a6在丝杆10a4上沿垂直方向运动，由于升降块10a6同时与升降滑轨10a3上的滑块10a7固定连接，因此升降块10a6在升降过程中不会发生偏转或者抖动，水平基板10a1与升降块10a6可拆卸连接，进而保证了水平基板10a1在随着升降块10a6升降过程中不会发生偏转或者抖动，保证了快速成型的精度。

参见图8和图9所示，光敏树脂储料架10b包括有用于安装并且定位储料盒10c的第一安装部10b1和用于安装和定位升降机构10a的第二安装部10b2，所述透光孔设置在第一安装部10b1上，第一安装部10b1上一体成型有平行设置的第一侧板10b3和第二侧板10b4，第一侧板10b3的顶部设有向第二侧板10b4一侧呈90度折弯的折边，以使第一侧板10b3的内侧面构成第一限位槽体，第二侧板10b4的顶部设有向第一侧板10b3一侧呈90度折弯的折边，以使第二侧板10b4的内侧面构成第二限位槽体，在第一限位槽体和第二限位槽体内均设置有两个定位柱10b5，在储料盒10c的左右两侧设有分别与第一限位槽体和第二限位槽体配合的侧棱10c1，在该侧棱10c1上开设有与第一限位槽体和第二限位槽体上的定位柱10b5紧密配合的定位孔10c2，待将储料盒10c顺着第一限位槽体和第二限位槽体长度方向插入并完成初步定位后，向下按压储料盒10c以使所有相对应的定位孔10c2与定位柱10b5紧密配合，以此实现对储料盒10c的精确定位。

参照图10和图11所示，所述清洗舱5包括有清洗舱体11、超声波清洗槽12、快速风干装置、供水装置13和供气装置14，清洗舱体11的顶板安装有与第二通风装置连接的通风管道，该通风管道用于保证在快速吹风过程中舱体内的空气流动，避免产生大量的水汽，超声波清洗槽12安装在清洗舱体11底板上位于清洗舱5里侧，供水装置13和供气装置14安装在钢构柜体1内并位于清洗舱体11下方，超声波清洗槽12的内设有进水口和排水口，进水口和排水口均通过管道供水装置13连接，该供水装置13内置有过滤器，超声波清洗槽12的内壁上还均匀分布有若干超声波发生器，快速风干装置包括有集水槽15和高压气枪16，集水槽15安装在清洗舱体11底板下方，集水槽15的底部通过管道与供水装置13连接，高压气枪16通过气管与供气装置14连接，在清洗舱5底板上开设有位于集水槽15正上方的漏水孔17。通过成型舱模块快速成型的产品通过简单的打磨去除毛刺后将其放入到超声波清洗槽12内，通过进水口像槽内注入清水或者专门的清洗液，盖上超声波清洗槽12的盖板进行超声波清洗作业以去除产品表面细小的残留物，清洗后的产品从超声波清洗槽12内取出后放置在集水槽15的正上方，通过高压气枪16将产品表面的水珠吹除，以使产品表面的水渍快速风干以使产品表面更加清洁。

由于从快速成型到清洗吹干过程相对较短，产品结构存在不稳定因素，因此需要对清洗后的产品进行固化，通常的固化方式是将产品静置存放以待其自然固化，但是自然固化时间较长，因此本实用新型特别设计有光固化舱模块，以对快速成型并清洗后的产品进行光固化处理工序，使通过快速成型制造而得的产品的产品结构快速固化稳定，避免残次品的产生。

参照图13至图15所示，固化舱6包括固化舱体18、固化灯装置19和旋转平台20，固化灯装置19安装在固化舱体18内并吊装在其顶板中央，旋转平台20安装在固化舱体18内位于其底板中央，旋转平台20设有由电机驱动匀速旋转的托盘，固化灯装置19安装有若干紫外线灯管21。

固化灯装置19包括有灯管安装架和吊装支架，灯管安装架包括有灯管安装板19a1和散热板19a2，散热板19a2与灯管安装板19a1一体成型，并且所有散热板19a2均垂直向上延伸，紫外线灯管21安装在灯管安装板19a1正下方，吊装支架包括有第一支架19b1、第二支架19b2和第三支架19b3，第一支架19b1为门字型结构，第一支架19b1的中部通过螺栓与固化舱体18顶板固定连接，第二支架19b2和第三支架19b3分别铰接在门字型结构的第一支架19b1的两端部，第二支架19b2和第三支架19b3均与灯管安装架固定连接。清洗后的产品放置在匀速旋转的托盘上随托盘一同旋转，通过紫外线灯管21对产品表面照射以加快产品的固化，缩短快速成型产品的固化时间，减少次品率。

第一支架19b1和第二支架19b2上均一体成型有半圆形的定位板19b4，在定位板19b4的中心处设置有轴孔，第一支架19b1的两端通过螺栓与定位板19b4上的轴孔连接，以使的灯管安装架可以以轴孔为轴线进行旋转，在半圆形的定位板19b4边缘沿圆周均布有若干定位孔10c2，在第一支架19b1的两端分别设置有一个与定位板19b4上定位孔10c2对应的定位孔10c2，通过选择定位板19b4上不同位置的定位孔10c2与第一支架19b1上的定位孔10c2配合并通过螺栓进行固定，以将灯管安装架定位在不同的倾斜角度。通过调整紫外线灯管21倾斜的角度可以方便的控制光线强度。同时，也可以通过控制同时点亮灯管的数量的不同来调整光线强度，以达到不同产品所需紫外线光源强度要求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作出任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种3D打印平台，其特征在于：包括有成型舱模块、清洗舱模块、固化舱模块、通风模块和控制模块，成型舱模块、清洗舱模块和固化舱模块均设有钢构柜体(1)和设置在钢构柜体(1)内部的独立舱体，所述通风模块包括安装在成型舱模块顶部的第一通风装置、安装在清洗舱模块顶部的第二通风装置和安装在固化舱模块顶部的第三通风装置，所述控制模块通过摇臂(2)与成型舱模块的钢构柜体(1)连接，控制模块设有用于控制各模块工作的主机(3)，该主机(3)通过电缆线分别与成型舱模块、清洗舱模块、固化舱模块以及通风模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印平台，其特征在于：所述成型舱(4)包括有成型舱体(9)和3D打印成型机构(10)，3D打印成型机构(10)包括有安装在成型舱体(9)内的升降机构(10a)、光敏树脂储料架(10b)和安装在成型舱体(9)正下方的激光投射装置，成型舱体(9)的顶板安装有与第一通风装置连通的通风管道，成型舱体(9)的底板设置有用于安装光敏树脂储料架(10b)和升降机构(10a)的安装口(9a)，光敏树脂储料架(10b)通过螺栓安装在该安装口(9a)的正上方，升降机构(10a)通过螺栓与光敏树脂储料架(10b)固定连接，升降机构(10a)设有可垂直升降的水平基板(10a1)，光敏树脂储料架(10b)上安装有可快速拆卸的储料盒(10c)，该储料盒(10c)为透明材质制成的上端敞开的盒体，所述光敏树脂储料架(10b)的正中心位置开设有透光孔。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印平台，其特征在于：所述清洗舱(5)包括有清洗舱体(11)、超声波清洗槽(12)、快速风干装置、供水装置(13)和供气装置(14)，清洗舱体(11)的顶板安装有与第二通风装置连接的通风管道，超声波清洗槽(12)安装在清洗舱体(11)底板上位于清洗舱(5)里侧，供水装置(13)和供气装置(14)安装在钢构柜体(1)内并位于清洗舱体(11)下方，快速风干装置包括有集水槽(15)和高压气枪(16)，集水槽(15)安装在清洗舱体(11)底板下方，集水槽(15)的底部通过管道与供水装置(13)连接，高压气枪(16)通过气管与供气装置(14)连接，在清洗舱(5)底板上开设有位于集水槽(15)正上方的漏水孔(17)。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印平台，其特征在于：所述固化舱(6)包括固化舱体(18)、固化灯装置(19)和旋转平台(20)，固化灯装置(19)安装在固化舱体(18)内并吊装在其顶板中央，旋转平台(20)安装在固化舱体(18)内位于其底板中央，旋转平台(20)设有由电机驱动匀速旋转的托盘，固化灯装置(19)安装有若干紫外线灯管(21)。