CN209903946U - 用于三维打印机的固化灯装置、打印头组件及三维打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于三维打印机的固化灯装置、打印头组件及三维打印机，用于三维打印机的固化灯装置包括腔体、以及位于腔体内的光源、第一透镜和第二透镜；第一透镜位于光源和第二透镜之间，第一透镜用于将光源发出的固化光线转换为平行的固化光线，平行的固化光线经第二透镜传出腔体外，第二透镜至少覆盖靠近打印头一侧的部分光线，第二透镜将部分反射至打印头的固化光线偏移至远离打印头的方向。本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置，能够减少打印头上的喷孔堵塞的问题，不影响打印效率。

Description

用于三维打印机的固化灯装置、打印头组件及三维打印机

技术领域

本实用新型涉及三维打印机技术领域，尤其涉及一种用于三维打印机的固化灯装置、打印头组件及三维打印机。

背景技术

三维打印机是快速成型的一种工艺，采用层层堆积的方式分层制作出三维模型，其运行过程类似于传统打印机，只不过传统打印机是把墨水打印到纸质上形成二维的平面图纸，而三维打印机是把液态光敏树脂材料、熔融的塑料丝、石膏粉等材料通过喷射粘结剂或挤出等方式实现层层堆积叠加形成三维实体。图1为现有技术中一种三维打印机的结构示意图。如图1中所示，三维打印机包括打印头组件1和打印平台3，打印头组件1包括有字车、打印头12、固化灯装置11，打印头12和固化灯装置11设置在字车上，字车带动打印头12和固化灯装置11沿X方向和Y方向相对于打印平台3移动，打印头12用于喷射光固化材料到打印平台3上形成材料层，固化灯装置11用于对材料层进行辐射从而使得材料层固化形成成型层，字车沿Z方向相对于打印平台3移动以形成多个成型层，多个成型层叠加形成目标三维物体2。其中，图1中的箭头方向为的固化光线的传播路线，但是，固化灯装置11的光源111发出的光并非平行光，即固化灯装置11发出的固化光不能全部垂直于打印平台3入射到目标三维物体2中，则与打印平台3成倾斜角度入射的固化光可能会被反射到打印头12表面，从而将打印头喷孔121中的材料固化导致打印头喷孔121堵塞。

图2为现有技术中另一种三维打印机的结构示意图。如图2所示，在图1中三维打印机的基础上，增加了第一透镜112，第一透镜112将非平行光转换为平行光后向打印平台3垂直照射，并增大打印头12和固化灯装置11之间的距离d，以减小固化光被反射到打印头12的表面导致打印头喷孔121堵塞。

但是，通过增大打印头12和固化灯装置11之间的距离来减小或避免固化光线被反射到打印头12的表面会导致打印头组件1的体积增大，从而导致打印效率降低。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于三维打印机的固化灯装置、打印头组件及三维打印机，能够减少打印头上的喷孔堵塞的问题，不影响打印效率。

第一方面，本实用新型提供一种用于三维打印机的固化灯装置，包括固化灯装置与三维打印机的打印头之间具有预设的距离，其特征在于，固化灯装置包括腔体、以及位于腔体内的光源、第一透镜和第二透镜；第一透镜位于光源和第二透镜之间，第一透镜用于将光源发出的固化光线转换为平行的固化光线，平行的固化光线经第二透镜传出腔体外，第二透镜至少覆盖靠近打印头一侧的部分光线，以将部分反射至打印头的固化光线偏移至远离打印头的方向。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置，第二透镜覆盖所有光线。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置，腔体具有开口，光源靠近腔体的内顶壁，第二透镜与开口连接，第一透镜与腔体的内侧壁连接。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置，第二透镜包括第一侧面、第二侧面和/或第三侧面，至少部分固化光线经第一侧面折射进入第二透镜，并经第二侧面或第三侧面折射射出第二透镜；

或者至少部分固化光线经第一侧面折射进入第二透镜并经过第三侧面反射到第二侧面后经第二侧面折射射出第二透镜；

所述第一侧面与垂直于经所述第一透镜转换的所述固化光线的面之间的夹角为第一界面角；

所述第二侧面与垂直于经所述第一透镜转换的所述固化光线的面之间的夹角为第二界面角；

所述第三侧面与垂直于经所述第一透镜转换的所述固化光线的面之间的夹角为第三界面角。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置，所述第一界面角大于0°且小于90°，所述第二界面角小于或等于第一界面角，第三界面角大于第一界面角且所述第三界面角和第一界面角的差值大于第一折射角的余角；

或者，所述第三界面角和所述第一界面角的差值小于所述第一折射角的余角时，所述第三界面角和所述第一界面角的差值小于临界角和所述第一折射角的差值，所述临界角为光线由所述第二透镜进入空气的临界角；

其中，所述第一折射角为所述光线经过所述第一侧面折射的折射角。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置，所述第一界面角等于0°，所述第二界面角等于90°，所述第三界面角大于90°。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置，所述第一侧面为折弯面，当所述第一侧面一侧的所述第一界面角等于0°，且所述第一侧面另一侧的所述第一界面角大于0°且小于90°，所述第二界面角等于90°，所述第三界面角等于0°或大于第一界面角且所述第三界面角和第一界面角的差值大于第一折射角的余角，其中，所述第一折射角为所述光线经过所述第一侧面折射的折射角。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置，所述第一界面角大于0°且小于90°的第一侧面位于靠近打印头的一侧。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置，第二透镜为三棱镜或四棱镜。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置，第一透镜为凸透镜，光源位于凸透镜的焦点上。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置，第三侧面为弧面。

第二方面，本实用新型提供一种打印头组件，包括字车、以及间隔设置在字车上的打印头和上述的用于三维打印机的固化灯装置。

第三方面，本实用新型提供了一种三维打印机，包括打印平台和上述的打印头组件。

本实用新型提供的用于三维打印机的固化灯装置、打印头组件及三维打印机，第一透镜转换后的平行的固化光线传至第二透镜，平行的固化光线经第二透镜传出腔体外，且第二透镜将平行的固化光线偏移至远离打印头的方向，在不增加打印头和固化灯装置之间的距离的情况下间接地增加了固化光线的光线和打印头之间的距离，有利于减小或避免固化光线经过目标三维物体的表面反射到打印头的表面以将打印头的喷孔堵塞的问题，并避免了打印头组件体积的增大，提高了打印效率和打印精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种三维打印机的结构示意图；

图2为现有技术中另一种三维打印机的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的用于三维打印机的固化灯装置的使用状态图；

图5为本实用新型实施例二提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图；

图6为固化光线在第二透镜的第三侧面处发生反射的传播路线示意图；

图7为本实用新型实施例三提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图；

图8为本实用新型实施例四提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图；

图9a为本实用新型实施例四提供的用于三维打印机的固化灯装置中第二透镜中固化光线中的部分光线与四棱镜的第四侧面接触后发生反射或折射的传播路线示意图；

图9b为本实用新型实施例四提供的用于三维打印机的固化灯装置中第二透镜中固化光线中的部分光线与四棱镜的第三侧面接触后发生折射的传播路线示意图；

图10为本实用新型实施五例提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图；

图11为本实用新型实施例六提供的用于三维打印机的固化灯装置；

图12为本实用新型实施例七提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-打印头组件；11-固化灯装置；111-光源；112-第一透镜；113-第二透镜；1131、1135-第一侧面；1132-第二侧面；1133-第三侧面；1134-第四侧面；114-腔体；12-打印头；121-打印头喷孔；

2-目标三维物体；

3-打印平台。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下为对本实用新型实施例中所用到的术语进行的解释：

入射角是入射光线与入射表面法线的夹角。

反射角是指反射光线与界面法线的夹角。

光线从光密介质射向光疏介质时，折射角将大于入射角；当入射角为某一数值时，折射角等于90°，此入射角称临界角。

当光从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角。

当光从其他介质中斜射入空气时，折射角大于入射角。

光线自一种透明介质进入另一透明介质的时候，由于两种介质的密度不同，光的进行速度发生变化，即发生折射现象，一般折光率系指光线在空气中进行的速度与供试品中进行速度的比值。根据折射定律，折光率是光线入射角的正弦与折角的正弦的比值，即：n＝sini/sinr。式中n为折光率，Sini为光线入射角的正弦，Sinr为折射角的正弦。

实施例一

图3为本实用新型实施例一提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图；图4为本实用新型实施例一提供的用于三维打印机的固化灯装置的使用状态图。如图3所示，本实用新型实施例提供了一种用于三维打印机的固化灯装置11，固化灯装置11与三维打印机的打印头12之间具有预设的距离。

固化灯装置11包括：腔体114、以及位于腔体114内的光源111、第一透镜112和第二透镜113，第一透镜112位于光源111和第二透镜113之间，第一透镜112用于将光源111发出的固化光线转换为平行的固化光线，平行的固化光线经第二透镜113传出腔体114外，第二透镜113至少覆盖靠近打印头12一侧的部分光线，第二透镜113将部分反射至打印头12的固化光线偏移至远离打印头12的方向。

如图4所示，三维打印机包括打印头组件1和打印平台3，打印头组件1包括有字车、打印头12、固化灯装置11，其中，字车为三维打印机在打印时移动的墨车。通常，打印头12和固化灯装置11沿X方向依次固定设置在字车上，字车带动打印头12和固化灯装置11沿X方向、Y方向相对于打印平台3移动，打印头12用于喷射光固化材料到打印平台3上形成材料层，固化灯装置11用于对材料层进行辐射从而使得材料层固化形成成型层，字车可沿Z方向相对于打印平台3移动以形成多个成型层，多个成型层叠加形成目标三维物体2。

需要说明的是，上述的X方向、Y方向和Z方向为图1、图2和图4中标注的方向。X方向、Y方向和Z方向并非为图中固定的方向，可以根据实际的使用情况设定，本实施例在此不做限定。

下图中箭头方向为的固化光线的传播路线。

具体的，如图2至图4所示，光源111用于发出固化光线，光源111发出的固化光线中存在相互平行的固化光线，也存在彼此交叉的固化光线，即不相互平行的固化光线。第一透镜112将这些固化光线转换为平行的固化光线，该固化光线与打印头12上喷嘴121之间的最小距离为d(图4中所示)。

进一步的，第一透镜112转换后的平行的固化光线传至第二透镜113，平行的固化光线经第二透镜113传出腔体114外，且第二透镜113将平行的固化光线偏移至远离打印头12的方向，经第二透镜113偏移的固化光线和打印头12上喷嘴121的最小距离为D(图4中所示)，由于第二透镜113将平行的固化光线偏移至远离打印头12的方向，则D大于d，即在不增加打印头12和固化灯装置11之间的距离的情况下间接地增加了固化光线的光线和打印头12之间的距离，有利于减小或避免固化光线经过目标三维物体2的表面反射到打印头12的表面以将打印头12的喷孔堵塞的问题，并避免了打印头组件1体积的增大，提高了打印效率和打印精度。

在具体实现时，腔体114具有开口(图中未示出)，光源111靠近腔体114的内顶壁，第二透镜113与开口连接，第一透镜112与腔体114的内侧壁连接，第一透镜112位于光源111与第二透镜113之间。第一透镜112可以为凸透镜，光源111位于凸透镜的焦点上，光源11发出的固化光线通过凸透镜转换为平行的固化光线。第二透镜113可以为三棱镜或四棱镜，通过三棱镜或四棱镜将部分反射至打印头12的固化光线偏移至远离打印头12的方向。

实施例二

图5为本实用新型实施例二提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图。如图5所示，在实施例一的基础上，本实施例中，第二透镜113为三棱镜，第二透镜113包括第一侧面1131、第二侧面1132和第三侧面1133，第一侧面1131为固化光线的入射面，在本实施例中，第一侧面1131与垂直于经第一透镜112转换的固化光线的面之间的夹角为第一界面角r1；第二侧面1132与垂直于经第一透镜112转换的固化光线的面之间的夹角为第二界面角r2；第三侧面1133与垂直于经第一透镜112转换的固化光线的面之间的夹角为第三界面角r3。具体的，可以将垂直于经第一透镜112转换的固化光线的面作为参考面，经第一透镜112转换的固化光线为相互平行的固化光线，参考面与相互平行的固化光线均垂直，在本实施例中，参考面为水平面，第一侧面1131与参考面之间顺时针方向的夹角为第一界面角r1，第二侧面1132与参考面之间顺时针方向的夹角为第二界面角r2，第三侧面1133与参考面之间顺时针方向的夹角为第三界面角r3，第二界面角小于第一界面角，第三界面角大于第一界面角的第二透镜113的第一侧面1131全部覆盖开口，图5中L为开口的宽度，相互平行的全部的固化光线均通过第二透镜113的第一侧面1131进入第二透镜113，并经过第二侧面1132折射射出第二透镜113。

具体的，在本实施例中，第一界面角r1＜90°，第二界面角r2＝0°(图中未示出)，此时，第一侧面1131与第二侧面1132之间的夹角为r1，第二透镜113的第二侧面1132与参考面平行。

如图5所示，固化光线中的所有固化光线均在经过第一侧面1131进入第二透镜113时朝向远离打印头12的一侧偏移，固化光线经过第二侧面1132折射射出第二透镜113时进一步朝向远离打印头12的一侧偏移。具体的，固化光线从空气通过第一侧面1131进入第二透镜113内时，固化光线的入射角为r0，固化光线的折射角为β，固化光线的折射角β小于入射角r0，此时，固化光线远离打印头12。第二透镜113内的固化光线从第二侧面1132传出第二透镜113外时，固化光线的入射角为r0’，固化光线的折射角为C，固化光线的折射角C大于入射角r0’，此时，固化光线进一步远离打印头12。

图6为固化光线在第二透镜的第三侧面处发生反射的传播路线示意图。本实施例中，为了使得平行光的固化光线能够直接经过第一侧面1131和第二侧面1132射出第二透镜113，而不产生图6所示的固化光线与第二透镜113的第三侧面1133发生接触，部分固化光线在第三侧面1133处发生反射从而朝向靠近打印头12一侧的方向偏移，导致从第二透镜113射出的光线与打印头12之间的距离变小，从而增大固化光线照射到打印头12表面的情况。在本实施例中，需要使经第一侧面1131折射后的固化光线无法与第三侧面1133相交来避免如上的情况。

在具体实现时，第三侧面1133与第一侧面1131之间的夹角为α，则r1+α＝r3。若α≥γ，即r3-r1≥γ时，经第一侧面1131折射后的固化光线无法与第三侧面1133相交，其中γ为光线经过第一侧面1131折射的第一折射角β的余角，即γ＝90°-β，第二透镜113对空气的相对折射率为n，

根据公式

可获得β的角度值，其中r0＝r1；

因此，当α≥γ，即r3-r1≥90°-β时，经第一侧面1131折射后的固化光线无法与第三侧面1133相交，可以避免部分固化光线在第三侧面1133处发生反射从而朝向靠近打印头12一侧的方向偏移。

实施例三

图7为本实用新型实施例三提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图。实施例三与实施例二不同之处在于，实施例三中第二透镜113覆盖靠近打印头12一侧的部分光线。如图7所示，本实施例提供的用于三维打印机的固化灯装置11，第二透镜113覆盖靠近打印头12一侧的部分光线，第二透镜113将部分反射至打印头12的固化光线偏移至远离打印头12的方向。也就是说，第二透镜113覆盖部分开口，图7中L为开口的宽度，第二透镜113与靠近打印头12的一侧的开口连接。

并且，当第三侧面1133与第一侧面1131之间的夹角(即本实施例中第三界面角r3和第一界面角r1的差值)α＜γ时，即固化光线与第三侧面1133相交时，还可以通过使得固化光线从第三侧面1133处发生折射射出第二透镜113，而不在第三侧面1133处发生反射来避免固化光线朝向打印头12一侧的方向偏移。此时，第二透镜113覆盖部分开口，第二透镜113与靠近打印头12的一侧的开口连接，由于固化光线与第三侧面1133接触，使得固化光线在第三侧面1133处的入射角r0’小于临界角r，即可使得固化光线在第三侧面1133处折射射出第二透镜113，同样能够使得固化光线朝向远离打印头12一侧的方向传播，达到减小或避免固化光线被发射到打印头12的表面的可能的目的。

其中临界角r为固化光线从第二透镜113进入空气时的临界角；

具体的，α+90°+β+(90°-r0')＝180°

则有α＝r0'-β，其中r0'＜r，则α＜r-β，即r3-r1＜r-β；也就是说当第三界面角r3和第一界面角r1的差值小于第一折射角β的余角时，第三界面角r3和第一界面角r1的差值小于临界角r和第一折射角β的差值也可以实现减小或避免固化光线被反射到打印头12的表面的可能的目的。

实施例四

图8为本实用新型实施例四提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图。如图8所示，在实施例一的基础上，本实施例中，第二透镜113为正四棱镜，第二透镜113部分位于开口外且靠近打印头12，图8中L为开口的宽度。本实施例中，第二透镜113包括第一侧面1131，第二侧面1132，第三侧面1133和第四侧面1134，第二透镜113的第一侧面1131部分与开口连接，第二透镜113的第一侧面1131和第二侧面1132相对，第二透镜113的第三侧面1133和第四侧面1134相对。

当固化光线全部通过第一侧面1131进入第二透镜113，并经过第二侧面1132折射射出第二透镜113，r2＝r1＜90°时，全部固化光线可以通过第二透镜113的折射朝向远离打印头12一侧的方向传播，避免固化光线被目标三维物体2表面反射到打印头12表面。

本实施例中全部固化光线通过第二透镜113朝向远离打印头12一侧的方向偏移，间接地增大了打印头12和固化光线之间的距离，有利于减小或避免固化光线被目标三维物体2的表面反射到打印头12的表面的可能，并避免了打印头组件1体积的增大，有利于保证打印效率和打印精度。

如图8所示，第一侧面1131和第二侧面1132倾斜设置，第一侧面1131在参考面上投影的长度大于开口的宽度，部分第一侧面1131覆盖开口，另一部分第一侧面1131位于开口外，具体的，固化光线仅通过第一侧面1131和第二侧面1132折射射出第二透镜113，而不与第三侧面1133和第四侧面1134发生接触，则从第二透镜113射出的光线可保持原有的传播方向并仍然保持平行，可便于控制固化光线的传播，减少光污染；其中，固化光线经第二透镜113朝向远离打印头12的方向偏移了距离t，有利于减小或避免固化光线被目标三维物体2的表面反射到打印头12的表面从而堵塞喷孔的可能；

图9a为本实用新型实施例四提供的用于三维打印机的固化灯装置中第二透镜中固化光线中的部分光线与四棱镜的第四侧面接触后发生反射或折射的传播路线示意图；图9b为本实用新型实施例四提供的用于三维打印机的固化灯装置中第二透镜中固化光线中的部分光线与四棱镜的第三侧面接触后发生折射的传播路线示意图。如图9a和9b所示，在具体实现时，固化光线中的部分光线也可与四棱镜的第三侧面1133和/或第四侧面1134接触后发生反射或折射。

其中，如图9a所示，第二透镜113为正四棱柱，第一侧面1131和第二侧面1132倾斜设置，第一侧面1131在参考面上投影的长度与开口的宽度相等，第一侧面1131全部覆盖开口，部分固化光线直接通过第一侧面1131和第二侧面1132折射后射出第二透镜113，还有部分固化光线在通过第一侧面1131折射后经第四侧面1134折射射出第二透镜113，或者在通过第一侧面1131折射后经第四侧面1134反射到第二侧面1132后经第二侧面1132折射射出第二透镜113，此时，使得经第一侧面1131折射后的光线能够与第四侧面1134相交即可，则第四侧面1134和第一侧面1131之间的夹角α’＞γ，即r4-r1＞90°-β，r4为第四界面角(图中未示出)，即第四侧面1134与参考面之间顺时针方向的夹角，而固化光线不与第三侧面1133接触，此时第三侧面1133和第一侧面1131之间的夹角α≥γ，即r3-r1≥90°-β；

或者如图9b所示，第二透镜113的截面为平行四边形，r3＝r4＝90°，部分固化光线直接通过第一侧面1131和第二侧面1132折射后射出第二透镜113，还有部分固化光线在通过第一侧面1131折射后经第三侧面1133折射射出第二透镜113，而不在第三侧面1133处发生反射，即使得固化光线与第三侧面1133相交且不发生反射，即当第三侧面1133和第一侧面113的夹角α＜γ时α＜r-β,即当r3-r1＜90°-β时r3-r1＜r-β，而固化光线不与第四侧面1134接触，此时第四侧面1134和第一侧面1131之间的夹角α’＜γ，即r4-r1≤90°-β；

综上，第四界面角r4可以为任意角度的角，而第二侧面1132的长度则随第四界面角r4的变化而变化；并且，所述第三侧面1133和第四侧面1134的界面角可以是相等的或不相等的，本实用新型对此不做限制。

实施例五

图10为本实用新型实施例五提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图。上述实施例中，第一侧面1131为平面，固化光线仅通过第一侧面1131进入第二透镜113内，第二透镜113的入射面相同。如图10所示，而本实施例中，第一侧面1131为折弯面，固化光线通过弯折的第一侧面1131进入第二透镜113内，即第二透镜113具有两个界面角不同的入射面，其中第一侧面1131的界面角r1＝0°，第一侧面1135的界面角r1大于0°小于90°，第三侧面1133的界面角r3＞90°，第二侧面1132的界面角r2＝90°。固化光线的入射面分别为第一侧面1131和第一侧面1135，第二侧面1132与参考面垂直。固化光线在第一侧面1131处的入射角r0＝0°，固化光线在第一侧面1135处的入射角小于90°，为了使得进入透镜113的光线能够在第三侧面1133折射后射出第二透镜113或在第三侧面1133处发生反射后经第二侧面1132侧面射出第二透镜113，需保证固化光线能够与第三侧面1133相交，即需要使第三侧面1133和第一侧面1135之间的夹角α＞γ，也就是r3-r1＞90°-β。

更为具体的，固化光线通过第一侧面1131时不改变传播方向，通过第三侧面1133时朝向远离打印头12一侧的方向传播，固化光线通过第一侧面1135时朝向远离打印头12一侧的方向传播且通过第三侧面1133时进一步朝向远离打印头12一侧的方向传播，使得靠近打印头12一侧的部分光线朝向远离打印头12一侧的方向偏移，有利于减小或避免固化光线被目标三维物体2的表面反射到打印头12的表面的可能；本实施例中，所有的固化光线均从第一侧面1131和第一侧面1135进入第二透镜113，此时第二侧面1132的界面角还可以是其他的角度，但是会改变第一侧面1131和第三侧面1133在X方向上的长度从而增大打印头组件在X方向上的长度，对打印效率以及结构的紧凑度具有一定的影响，此处对第二界面角r2为其他角度的情况不再做详细说明。

在其他的实施例中，固化光线还可以仅部分光线通过第一侧面1131和第一侧面1135进入第二透镜113，并经过第三侧面1133折射射出第二透镜113；具体的，第二透镜113设置在光线中靠近打印头12的一侧，以将靠近打印头12一侧的固化光线朝向远离打印头12一侧的方向传播，从而增大打印头12和固化光线的光线之间的距离，而远离打印头12一侧的固化光线由于未经过第二透镜113的折射，其仍朝原传播方向传播。

实施例六

图11为本实用新型实施例六提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图。如图11所示，第一侧面1131为折弯面，固化光线通过弯折的第一侧面1131进入第二透镜113内，即第二透镜113具有两个界面角不同的入射面，其中第一侧面1131的界面角r1＝0°，第一侧面1135的界面角r1大于0°且小于90°。固化光线仅通过第一侧面1135进入第二透镜113的部分发生折射朝向远离打印头12一侧的方向射出第二透镜113，其余固化光线均保持原有的传播方向；更为具体的，为了保证增大打印头12和固化光线的光线之间的距离，第一侧面1135设置在靠近打印头12的一侧，其中，第一侧面1135的界面角r1大于0°小于90°，第一侧面1131的界面角r1＝0°，第二侧面1132的界面角r2＝90°，第三侧面1133的界面角r3＝0°。本实施例中，第二透镜113仅覆盖固化光线的光路L靠近打印头12的一部分，在其他的实施例中，第二透镜113可以设置为覆盖整个光路L。

实施例七

图12为本实用新型实施例七提供的用于三维打印机的固化灯装置的结构示意图。如图12所示，本实施例中，第二透镜113包括依次首尾连接的第一侧面1131、第二侧面1132和第三侧面1133，固化光线从第一侧面1131入射，此时第一界面角r1＝0°，第三侧面1133为一弧面，第三侧面1133的第三界面角r3为一变量且大于90°，第二侧面1132的第二界面角r2＝90°；其中固化光线通过第一侧面1131进入第二透镜113时不改变其传播方向，而在第三侧面1133处折射射出第二透镜113时朝向远离打印头12一侧的方向传播；本实施例中，第二透镜113仅覆盖固化光线的光路L靠近打印头12的一部分，在其他的实施例中，第二透镜113可以设置为覆盖整个光路L。

在其他的实施例中，第三界面角也可以是大于90°的定值。

实施例八

本实用新型提供一种打印头组件1，包括字车、以及间隔设置在字车上的打印头12和上述实施例提供的用于三维打印机的固化灯装置11。

其中，用于三维打印机的固化灯装置11的结构和原理在上述实施例中进行了详细的说明，本实施例在此不做限定。

实施例九

本实用新型提供了一种三维打印机，包括打印平台3和上述的打印头组件1。打印头组件1包括有字车、打印头12、固化灯装置11，其中，字车为三维打印机在打印时移动的墨车。通常，打印头12和固化灯装置11沿X方向依次固定设置在字车上，字车带动打印头12和固化灯装置11沿X方向、Y方向相对于打印平台3移动，打印头12用于喷射光固化材料到打印平台3上形成材料层，固化灯装置11用于对材料层进行辐射从而使得材料层固化形成成型层，字车可沿Z方向相对于打印平台3移动以形成多个成型层，多个成型层叠加形成目标三维物体2。

其中，用于三维打印机的固化灯装置11的结构和原理在上述实施例中进行了详细的说明，本实施例在此不做限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种用于三维打印机的固化灯装置，所述固化灯装置与所述三维打印机的打印头之间具有预设的距离，其特征在于，所述固化灯装置包括腔体、以及位于所述腔体内的光源、第一透镜和第二透镜；所述第一透镜位于所述光源和第二透镜之间，所述第一透镜用于将所述光源发出的固化光线转换为平行的固化光线，平行的所述固化光线经所述第二透镜传出所述腔体外，所述第二透镜至少覆盖靠近所述打印头一侧的部分光线，以将部分反射至所述打印头的固化光线偏移至远离所述打印头的方向。

2.根据权利要求1所述的用于三维打印机的固化灯装置，其特征在于，所述第二透镜覆盖所有光线。

3.根据权利要求1所述的用于三维打印机的固化灯装置，其特征在于，所述腔体具有开口，所述光源靠近所述腔体的内顶壁，所述第二透镜与所述开口连接，所述第一透镜与所述腔体的内侧壁连接。

4.根据权利要求1所述的用于三维打印机的固化灯装置，其特征在于，所述第二透镜包括第一侧面、第二侧面和/或第三侧面，至少部分所述固化光线经所述第一侧面折射进入所述第二透镜，并经第二侧面或第三侧面折射射出所述第二透镜；

或者至少部分所述固化光线经所述第一侧面折射进入所述第二透镜并经过所述第三侧面反射到第二侧面后经第二侧面折射射出所述第二透镜；

所述第一侧面与垂直于经所述第一透镜转换的所述固化光线的面之间的夹角为第一界面角；

所述第二侧面与垂直于经所述第一透镜转换的所述固化光线的面之间的夹角为第二界面角；

所述第三侧面与垂直于经所述第一透镜转换的所述固化光线的面之间的夹角为第三界面角。

5.根据权利要求4所述的用于三维打印机的固化灯装置，其特征在于，所述第一界面角大于0°且小于90°，所述第二界面角小于或等于第一界面角，第三界面角大于第一界面角且所述第三界面角和第一界面角的差值大于第一折射角的余角；

或者，所述第三界面角和所述第一界面角的差值小于所述第一折射角的余角时，所述第三界面角和所述第一界面角的差值小于临界角和所述第一折射角的差值，所述临界角为光线由所述第二透镜进入空气的临界角；

其中，所述第一折射角为所述光线经过所述第一侧面折射的折射角。

6.根据权利要求4所述的用于三维打印机的固化灯装置，其特征在于，所述第一界面角等于0°，所述第二界面角等于90°，所述第三界面角大于90°。

7.根据权利要求4所述的用于三维打印机的固化灯装置，其特征在于，所述第一侧面为折弯面，当所述第一侧面一侧的所述第一界面角等于0°，且所述第一侧面另一侧的所述第一界面角大于0°且小于90°，所述第二界面角等于90°，所述第三界面角等于0°或大于第一界面角且所述第三界面角和第一界面角的差值大于第一折射角的余角，其中，所述第一折射角为所述光线经过所述第一侧面折射的折射角。

8.根据权利要求7所述的用于三维打印机的固化灯装置，其特征在于，所述第一界面角大于0°且小于90°的第一侧面位于靠近打印头的一侧。

9.根据权利要求1所述的用于三维打印机的固化灯装置，其特征在于，所述第二透镜为三棱镜或四棱镜。

10.根据权利要求1所述的用于三维打印机的固化灯装置，其特征在于，所述第一透镜为凸透镜，所述光源位于所述凸透镜的焦点上。

11.根据权利要求4所述的用于三维打印机的固化灯装置，其特征在于，所述第三侧面为弧面。

12.一种打印头组件，其特征在于，包括字车、以及间隔设置在所述字车上的打印头和权利要求1至11任一项所述的用于三维打印机的固化灯装置。

13.一种三维打印机，其特征在于，包括打印平台和权利要求12所述的打印头组件。

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