CN206085668U - 一种铺底挂扫式高速sla激光3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，包括：打印架；激光头，安装在所述打印架的底部，且激光发送方向朝上；料盒，安装在所述打印架上且位于所述激光头的上方，在所述料盒内安装有刮料装置，所述刮料装置包括：刮板，用于在所述料盒内底部处移动；驱动部，用于驱动所述刮板移动；吸盘，设置在所述料盒的上方，且通过轨道可以进入料盒。本实用新型通过刮板对树脂进行铺设，不需要吸盘做倾斜动作，减少了树脂每层固化之后的准备时间，因此大大提高了工件打印的整体工作效率。此外，由于不再需要使料盒进行倾斜运动，因此料盒底部始终与激光头的焦点保持绝对一致，保护了SLA激光3D打印机的稳定性和操作性。

Description

一种铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机

技术领域

本实用新型涉及打印领域，特别是涉及一种可提高打印精度的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机。

背景技术

现有SLA激光3D打印机主要是用特定波长与强度的激光，聚焦到料盒内光固化材料的表面，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面。这样层层叠加在料盒内构成一个三维实体。

SLA激光3D打印机的激光是由料盒的底部向上打入料盒，为了能够在固化每一层树脂后，使光敏树脂重新铺满料盒的底部，SLA激光3D打印机都是通过控制料盒在每一层树脂固化后，进行单侧下沉并随即恢复原位的方式，使料盒内液体能够重新均匀铺满底层，再开始下一层的固化操作。

这种工作方式使得每层打印需要花费更多的时间，最终极大地增加了3D打印工件的总操作时间，降低了工作效率。另外，由于激光3D打印对于激光作用的聚焦面的要求极其苛刻，这种工作方式在经过一段时间的工作后，控制料盒的机械运动部件极易受到磨损，因此很难保证料盒的底部始终处于激光正焦点的位置，致使打印的精度逐渐降低，直至激光不在焦点上无法使光敏树脂固定成型。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种可提高打印精度的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机。

特别地，本实用新型提供一种铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，，包括：

打印架；

激光头，安装在所述打印架的底部，且激光发送方向朝上；

料盒，安装在所述打印架上且位于所述激光头的上方，在所述料盒内安装有刮料装置，所述刮料装置包括：

刮板，用于在所述料盒内底部处移动；

驱动部，用于驱动所述刮板移动；

吸盘，设置在所述料盒的上方，且通过轨道可以进入料盒。

在本实用新型的一个实施方式中，所述驱动部包括伺服电机，与伺服电机连接的丝杆，和安装在丝杆上并可沿丝杆移动的移动座，所述刮板与移动座连接。

在本实用新型的一个实施方式中，在所述丝杆的一侧设置有限制所述移动座行进方向的限制轨，所述移动座通过限制槽卡在所述限制轨上。

在本实用新型的一个实施方式中，在所述料盒的底部处设置有固定所述驱动部的固定座，所述固定座包括对所述料盒形成夹持状态的U形夹，所述U形夹的两端头露出所述料盒的上表面，所述丝杆的两端活动安装在所述U形夹的两端头。

在本实用新型的一个实施方式中，所述U形夹有两个并分别位于所述料盒的相对两侧，两个所述U形夹的底部通过固定件连接，所述丝杆安装在其中一侧的所述U形夹上。

在本实用新型的一个实施方式中，在另一侧的所述U形夹上安装有稳定所述移动座的被动丝杆或被动滑杆，所述被动丝杆或所述被动滑杆与所述丝杆平行，所述移动座的两端分别与所述丝杆和所述被动丝杆或所述被动滑杆连接。

在本实用新型的一个实施方式中，所述移动座为伸入所述料盒内部的U形结构，所述移动座中间的空隙宽度至少大于所述吸盘的宽度。

在本实用新型的一个实施方式中，所述伺服电机的驱动轴通过锥面齿轮与安装在所述丝杆端头的锥面齿轮啮合。

在本实用新型的一个实施方式中，所述刮板包括位于所述料盒内的板体，和与所述板体侧边通过滑槽连接的柔性刮条，连接后的所述刮条的运行轨道与所述料盒的内底部平行且不接触。

在本实用新型的一个实施方式中，所述板体上设置有多个贯穿孔。

本实用新型通过刮板对树脂进行铺设，不需要吸盘做倾斜动作，减少了树脂每层固化之后的准备时间，因此大大提高了工件打印的整体工作效率，与市面SLA激光3D打印机相比，可提高40％左右的工作效率。另，由于不再需要使料盒进行倾斜运动，因此料盒底部始终与激光头的焦点保持绝对一致，不会再出现因为机械运动磨损所导致的料盒底部不在激光焦点上的问题，保护了SLA激光3D打印机的稳定性和操作性。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的3D激光打印机的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施方式的料盒安装刮料装置的俯视图；

图3是图2的左视图；

图4是本实用新型一个实施方式的刮料装置的爆炸图。

具体实施方式

如图1、2、3、4所示，本实用新型一个实施例的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机100一般性地包括作为安装基座的打印架50，以及安装在打印架50上的激光头30、料盒20和吸盘10。

该激光头30用于发射激光，其激光穿过料盒20的底部进入料盒20内的液体树脂中。该料盒20位于激光头30的上方，用于承载液体树脂。在料盒20内安装有使液体树脂均匀铺设在料盒20底部的刮料装置40，该刮料装置40可以包括对液体树脂进行推动的刮板44，和驱动刮板44移动的驱动部；刮板44位于料盒20内，且与料盒20的内底面间隔一段距离，刮板44的长度至少大于吸盘10的宽度，驱动部控制刮板44在料盒20的内底面水平移动。该吸盘10位于料盒20的上方，在吸盘10与料盒20之间有轨道，吸盘10通过轨道可以进入料盒20，吸盘10用于承载打印后的工件。

在工作时，向料盒20内倒入相应的打印材料，如液体树脂，吸盘10通过轨道进入料盒20内，吸盘10的表面靠近料盒20的内底面并浸在树脂内。打印时，激光头30由料盒20的底部向料盒20内发射激光，激光使附着在吸盘10表面的树脂形成工件的底部层片，每一层片打印完毕后，吸盘10向上方移动，此时，刮料装置40通过驱动部控制刮板44在料盒20的内底部刮过，使树脂产生流动并均匀摊在料盒20内底部，移动完毕后，吸盘10下降至原位置的下一个层片位置处，激光头30再次工作，在吸盘10上工件层片上再形成一层层片，然后吸盘10再抬起，刮料装置40启动，重复上述动作，直至完成工件的完整打印。

本实施方式中，通过刮板44对树脂进行铺设，不需要吸盘20做倾斜动作，减少了树脂每层固化之后的准备时间，因此大大提高了工件打印的整体工作效率，与市面SLA激光3D打印机相比，可提高40％左右的工作效率。另，由于不再需要使料盒20进行倾斜运动，因此料盒20底部始终与激光头30的焦点保持绝对一致，不会再出现因为机械运动磨损所导致的料盒20底部不在激光焦点上的问题，保护了SLA激光3D打印机的稳定性和操作性。

刮料装置40的驱动部可以是电力控制的机械联动结构，通过丝杆、牵引绳、轨道等结构实现刮板44的移动。

如图2、3所示，在本实用新型的一个实施方式中，提供一种具体的驱动结构，该驱动部可以包括伺服电机41，和与伺服电机41连接的丝杆43，以及安装在丝杆43上并可沿丝杆43移动的移动座42，刮板44与移动座42连接。

工作时，伺服电机41驱动丝杆43转动，丝杆43的转动即可通过螺纹驱动移动座42在丝杆43上移动，而移动座42的移动则带动刮板44在料盒20内移动。在本实施方式中，该伺服电机41的正反转则带动移动座42来回移动，采用丝杆43结构则可以在保证移动速度的情况下，维持运行轨道的恒定，防止刮板44与料盒20内底部接触。

如图4所示，进一步地，在本实用新型的一个实施方式中，为防止移动座42晃动，可以在丝杆43的一侧设置限制移动座42行进方向的限制轨46，限制轨46与丝杆43平行，移动座42可以通过限制槽421卡在限制轨46上。当丝杆43带动移动座42向前行进时，限制轨46使滑动连接的移动座42只能沿限制轨46前进。通过限制轨46可以避免移动座42发生倾斜现象，进而防止刮板44与料盒20的底部接触。具体限制轨46与移动座42的滑动结构，可以是能够任意防止移动座42向行进方向两侧偏移的结构，如C形卡接、梯形卡接、圆形卡接等结构。

在本实用新型的一个实施方式中，为方便安装刮料装置40，可以在安装架50上且位于料盒20底部的位置处，设置固定驱动部的固定座，该固定座可以包括对料盒20形成夹持状态的U形夹45，安装后的U形夹45的两端头露出料盒20的上表面，而丝杆43的两端活动安装在U形夹45的两端头上。U形夹45可以位于料盒20的一侧，以避免丝杆43影响料盒20的取放。丝杆43可以通过轴承与U形夹45连接。此外，为方便调整丝杆43的高度，在U形夹45上的丝杆固定孔可以采用长条形的结构。采用U形夹45的结构可以方便两端高度校准。

本实施方式中，安装后的U形夹45的开口方向与料盒20的开口方向相同，在其它的实施方式中，U形夹45的开口方向也可以与料盒20的开口方向相反，此时，U形夹45的底部可以作为限制轨46的安装基座。

进一步地，在本实用新型的一个实施方式中，为方便安装限制轨46或其它辅助部件，该U形夹45可以设置两个，且两个U形夹45分别位于料盒20的相对两侧，两个U形夹45的底部可以通过固定件连接，如固定杆、固定片、固定板等。丝杆43安装在其中一侧的U形夹45上。另一侧的U形夹45可以用来安装限制轨46，或是直接用来固定移动座42，使移动座42可以在两个U形夹的支撑下来回移动，该结构可以不需要限制轨46。此外，另一个U形夹45也可以用来连接刮板44，使刮板44可以在料盒20的两侧分别具有支撑点，从而形成稳定的移动轨道，避免一端连接导致的重心偏离问题。

为提高移动座42的移动稳定性，在本实用新型的一个实施方式中，可以在固定座与安装丝杆43的U形夹45对应的另一个U形夹45上，安装被动丝杆或被动滑杆，安装后的被动丝杆或被动滑杆与丝杆43平行，移动座42的两端可以分别与丝杆43和被动丝杆或被动滑杆连接。在移动时，丝杆43带动移动座42移动，而移动座42的另一端在被动丝杆或被动滑杆的支撑下同步移动，本实施方式可以提高移动座42的稳定性，使移动座42在料盒20上方稳定移动，消除移动座42跨距离所带来的重心偏移现象。

在本实用新型的一个实施方式中，为避免移动座42的移动对吸盘10造成影响，该移动座42可以为伸入料盒20内部的U形结构，移动座42中间的空隙宽度至少大于吸盘10的宽度。本实施方式的移动座42采用U形结构可以减少吸盘10与料盒20内底部之间的空隙距离，使得吸盘10可以减少抬起时的高度，减少时间浪费，进一步提高工作效率。

在本实用新型的一个实施方式中，该伺服电机41的驱动轴可以通过锥面齿轮411与安装在丝杆43端头的锥面齿轮431啮合。该结构可以调整伺服电机41的安装位置，减少整个设备的体积。

在本实用新型的一个实施方式中，该刮板44可以包括位于料盒20内的板体441，和与板体441侧边通过滑槽连接的柔性刮条442，连接后的刮条442的运行轨道与料盒20的内底部平行且不接触。刮条442采用柔性材料制作，如橡胶、PVC等，可以防止刮伤料盒20底部。刮条442与板体441采用插槽式连接结构，可以方便刮条442的更换。板体441与移动座42可以通过连接杆或是螺栓等固定。

进一步地，为避免树脂在刮板44的推动下形成堆积，可以在板体441上设置多个贯穿孔。当移动座42带动板体441移动时，被刮条442推动的液体树脂可以由板体441上的贯穿孔进入另一边，从而减少树脂的阻力。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，其特征在于，包括：

打印架；

激光头，安装在所述打印架的底部，且激光发送方向朝上；

料盒，安装在所述打印架上且位于所述激光头的上方，在所述料盒内安装有刮料装置，所述刮料装置包括：

刮板，用于在所述料盒内底部处移动；

驱动部，用于驱动所述刮板移动；

吸盘，设置在所述料盒的上方，且通过轨道可以进入料盒。

2.根据权利要求1所述的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，其特征在于，

所述驱动部包括伺服电机，与伺服电机连接的丝杆，和安装在丝杆上并可沿丝杆移动的移动座，所述刮板与移动座连接。

3.根据权利要求2所述的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，其特征在于，

在所述丝杆的一侧设置有限制所述移动座行进方向的限制轨，所述移动座通过限制槽卡在所述限制轨上。

4.根据权利要求2所述的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，其特征在于，

在所述料盒的底部处设置有固定所述驱动部的固定座，所述固定座包括对所述料盒形成夹持状态的U形夹，所述U形夹的两端头露出所述料盒的上表面，所述丝杆的两端活动安装在所述U形夹的两端头。

5.根据权利要求4所述的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，其特征在于，

所述U形夹有两个并分别位于所述料盒的相对两侧，两个所述U形夹的底部通过固定件连接，所述丝杆安装在其中一侧的所述U形夹上。

6.根据权利要求5所述的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，其特征在于，

在另一侧的所述U形夹上安装有稳定所述移动座的被动丝杆或被动滑杆，所述被动丝杆或所述被动滑杆与所述丝杆平行，所述移动座的两端分别与所述丝杆和所述被动丝杆或所述被动滑杆连接。

7.根据权利要求2所述的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，其特征在于，

所述移动座为伸入所述料盒内部的U形结构，所述移动座中间的空隙宽度至少大于所述吸盘的宽度。

8.根据权利要求2所述的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，其特征在于，

所述伺服电机的驱动轴通过锥面齿轮与安装在所述丝杆端头的锥面齿轮啮合。

9.根据权利要求1所述的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，其特征在于，

所述刮板包括位于所述料盒内的板体，和与所述板体侧边通过滑槽连接的柔性刮条，连接后的所述刮条的运行轨道与所述料盒的内底部平行且不接触。

10.根据权利要求9所述的铺底挂扫式高速SLA激光3D打印机，其特征在于，

所述板体上设置有多个贯穿孔。