CN206230878U - 一种基于dlp投影技术的快速面曝光成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置，该装置包括DLP投影系统、步进电机、升降装置、限位器、树脂液槽、环形面光照射灯、树脂储灌、电磁阀、导液管。计算机控制系统控制电磁阀将树脂储罐中的液态光敏树脂通过导液管输送至树脂液槽中，环形面光照射灯通过升降装置向上移动，并形成一层白色面光随之向上移动，DKP投影系统采用自上向下投影方式，向树脂液槽中照射紫外光对白色面光上层的液态光敏树脂进行固化。采用该快速面曝光成型装置可显著减少成型时间并有效提高面曝光快速成型的打印质量。

Description

一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置

技术领域

本实用新型属于快速成型制造装置技术领域，具体涉及一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置。

背景技术

DLP(Digital Light Procession)全称为“数字光投影”技术，基于DLP打印方法与SLA光固化成型方法都是以液态光敏树脂为原料，其不同之处在于DLP采用数字投影仪作为光源，而SLA为激光头，DLP技术光固化工艺过程分为以下步骤。1、利用CAD技术生成三维实体模型；2、利用计算机软件将模型进行切片处理；3、利用所产生的二维截面图像通过数字投影仪照射到液态光敏树脂表面，使表面照射区域内的一层树脂固化；4、一层加工完成后，即生成了打印件的一个二维截面，接着打印平台移动一个层厚的距离，待固化层上填充另一层液态光敏树脂，再进行第二层的照射，第二固化层牢牢地粘结在上一个固化层上，如此反复累加便生成了立体三维模型。

DLP光固化面曝光3D打印的投影方式分为自上向下式投影和自下向上式投影。现大多数光固化面曝光成型装置采用自下向上式投影技术。自下向上DLP投影技术存在固化树脂与透明底板出现粘结的问题以及液态光敏树脂无法快速填补打印区域空隙的问题，因而无法实现快速连续液面制造、缩减打印时间。自上向下式投影技术存在液面刮平过程而增加打印时间。

实用新型内容

本使用新型的目的在于克服了上述现有技术中的缺点，提供一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置，采用该面曝光成型装置，可显著减少成型时间并有效提高面曝光快速成型的打印质量。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置，包括DLP投影系统、步进电机、升降装置、限位器、树脂液槽、环形面光照射灯、树脂储灌、电磁阀、导液管组成。步进电机由计算机控制设置在升降装置上部，步进电机的输出轴通过升降装置与环形面光照射灯连接，环形面光照射灯内部放置有内装液态光敏树脂的树脂液槽，树脂液槽正上方设置有用于对树脂液槽内的液态光敏树脂进行照射的DLP投影系统，在树脂液槽下方通过电磁阀、导液管连接装有输送液态光敏树脂的树脂储罐。

上述基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置中，DLP投影系统由紫外光源、DMD芯片、透镜、反射镜组成，DMD芯片用于接收计算机控制系统输出的二维截图信息，紫外光源发出的紫外光通过DMD芯片产生的动态掩模图像依次通过透镜、反射镜后，由上向下照射至树脂液槽内。

上述基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置中，DLP投影系统中的紫外光源采用波长为355nm的紫外光激光器。

上述基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置中，环形面光照射灯其形状为方形，其灯光颜色为白色强光，可形成一层方形面光，反射紫外光的照射。

上述基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置中，升降装置为丝杆式升降传动装置，步进电机安装在最上端，升降装置与环形面光照射灯连接，升降装置包括丝杆、导杆，通过步进电机带动丝杆转动，导杆作Z向定位，带动环形面光照射灯做升降运动。

上述基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置中，升降装置的丝杆上部装有限位器，限制环形面光照射灯的上升。

上述基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置中，树脂液槽形状为长方形，四周材料为石英玻璃，可透射环形面光照射灯所发出的白光。

上述基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置中，树脂液槽下方设置有树脂储罐，用来储存并向树脂液槽输送液态光敏树脂，树脂储罐的出料孔通过一根导液管与树脂液槽底部的进料孔相通，在树脂液槽的进料孔处设有电磁阀来控制液态光敏树脂的流速。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是，避免了自下向上DLP投影技术填补打印区域空隙消耗时间的问题，以及避免了自上向下式投影技术在液面刮平过程消耗时间的问题，通过去除打印平台的方式，简单、快速地实现自上向下式DLP投影技术在面曝光成型装置的应用。

附图说明

图1是基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置结构示意图。

图中各数字标号的名称分别是：1-DLP投影系统，2-树脂液槽，3-环形面光照射灯，4-步进电机，5-限位器，6-丝杆，7-导杆，8-电磁阀，9-导液管，10-树脂储罐。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明，但本实用新型的实际应用形式并不仅限于图示的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应被认为属于本实用新型保护的范围。

参见附图1，本发明所述的基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置由DLP投影系统1、树脂液槽2、环形面光照射灯3、步进电机4、限位器5、丝杆6、导杆7、电磁阀8、导液管9、树脂储罐10组成。当装置开始运行，树脂储罐10通过导液管9向树脂液槽2提供液态光敏树脂，计算机控制系统通过电磁阀8来定量控制输入液态光敏树脂的量，升降装置中的步进电机4带动丝杆6的旋转来使环形面光照射灯3向上移动，导杆7用来对环形面光照射灯3在Z向的定位，DLP投影系统1发出355nm紫外光源自上向下对树脂液槽2内的液态光敏树脂进行照射，环形面光照射灯3对树脂液槽2进行白光照射形成一层白色面光用以阻止并反射DLP投影系统1所发出的紫外光，树脂液槽2内的液态光敏树脂每上升一层，升降装置控制的环形面光照射灯3所形成的白色面光同时上升一层且所形成的白色面光永远在液态光敏树脂上表面向下一层。当制造完打印模型后，计算机控制系统控制电磁阀8使树脂液槽2中的液态光敏树脂通过导液管9回流至树脂储罐10中，打印完毕。

如图1所示，该基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置工作步骤如下：

S1：开启面曝光快速成型装置、计算机控制系统、环形面光照射灯3；

S2：计算机控制系统将三维模型转换为若干二维截面轮廓，并将每层厚度、轮廓信息传给DLP投影系统1；

S3：计算机控制系统控制电磁阀8以一定速度将树脂储罐10中的液态光敏树脂通过导液管9输送至树脂液槽2中；

S4：当树脂液槽2内的液态光敏树脂上升一个层厚的距离，步进电机4带动丝杆5的转动使环形面光照射灯3向上上升一个层厚，环形面光照射灯3所发出的白色面光保持在液态光敏树脂上表面之下一个层厚，与此同时，DLP投影系统1向树脂液槽2中的液态光敏树脂进行355nm紫外光照射，当紫外光源照射到白色面光时会被反射，因此只固化一个层厚的树脂，而不会固化白色面光及以下的液态光敏树脂；

S5：当S3中固化好一层后，再重复S3、S4的步骤，直到固化到最后一层树脂为止，限位器5用来防止环形面光照射灯3超出树脂液槽2的高度；

S6：树脂液槽2中未固化的液态光敏树脂回流至树脂储罐10，环形面光照射灯3下降至最低处，此时即完成模型的制作。

Claims (8)

1.一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置，其特征在于：包括DLP投影系统(1)、树脂液槽(2)、环形面光照射灯(3)、步进电机(4)、限位器(5)、丝杆(6)、导杆(7)、电磁阀(8)、导液管(9)、树脂储罐(10)，树脂储罐(10)通过导液管(9)向树脂液槽(2)提供液态光敏树脂，计算机控制系统通过电磁阀(8)来定量控制输入液态光敏树脂的量，升降装置中的步进电机(4)带动丝杆(6)的旋转来使环形面光照射灯(3)向上移动，导杆(7)用来对环形面光照射灯(3)在Z向的定位，DLP投影系统(1)发出紫外光源自上向下对树脂液槽(2)内的液态光敏树脂进行照射，环形面光照射灯(3)对树脂液槽(2)进行白光照射形成一层白色面光用以阻止并反射DLP投影系统(1)所发出的紫外光，当制造完打印模型后，计算机控制系统控制电磁阀(8)使树脂液槽(2)中的液态光敏树脂通过导液管(9)回流至树脂储罐(10)中，打印完毕。

2.根据权利要求1所述的一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置，其特征在于：所述的DLP投影系统(1)中的紫外光源采用波长为355nm的紫外光激光器。

3.根据权利要求1所述的一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置，其特征在于：所述的环形面光照射灯(3)其形状为方形，其灯光颜色为白色强光，可形成一层方形面光，反射紫外光的照射。

4.根据权利要求1所述的一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置，其特征在于：所述的升降装置为丝杆式升降传动装置，步进电机(4)安装在最上端，升降装置与环形面光照射灯(3)连接，升降装置包括丝杆(6)、导杆(7)，通过步进电机(4)带动丝杆(6)转动，导杆(7)作Z向定位，带动环形面光照射灯(3)做升降运动。

5.根据权利要求4所述的一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置，其特征在于：所述的限位器(5)装在升降装置的丝杆(6)上部，限制环形面光照射灯(3)的上升。

6.根据权利要求1所述的一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置，其特征在于：所述的树脂液槽(2)形状为长方形，四周材料为石英玻璃，可透射 环形面光照射灯(3)所发出的白光。

7.根据权利要求1所述的一种基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置，其特征在于：所述的树脂储罐(10)设置在树脂液槽(2)下方，用来储存并向树脂液槽(2)输送液态光敏树脂，并通过导液管(9)与电磁阀(8)向树脂液槽(2)提供液态光敏树脂。

8.一种利用权利要求1-7任意之一所述的基于DLP投影技术的快速面曝光成型装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1：开启面曝光快速成型装置、计算机控制系统、环形面光照射灯；

S2：计算机控制系统将三维模型转换为若干二维截面轮廓，并将每层厚度、轮廓信息传给DLP投影系统；

S3：计算机控制系统控制电磁阀以一定速度将树脂储罐中的液态光敏树脂通过导液管输送至树脂液槽中；

S4：当树脂液槽内的液态光敏树脂上升一个层厚的距离，步进电机带动丝杆的转动使环形面光照射灯向上上升一个层厚，环形面光照射灯所发出的白色面光保持在液态光敏树脂上表面之下一个层厚，与此同时，DLP投影系统向树脂液槽中的液态光敏树脂进行355nm紫外光照射，当紫外光源照射到白色面光时会被反射，因此只固化一个层厚的树脂，而不会固化白色面光及以下的液态光敏树脂；

S5：当S3中固化好一层后，再重复S3、S4的步骤，直到固化到最后一层树脂为止，限位器用来防止环形面光照射灯超出树脂液槽的高度；

S6：树脂液槽中未固化的液态光敏树脂回流至树脂储罐，环形面光照射灯下降至最低处，此时即完成模型的制作。