CN210336924U

CN210336924U - 一种模块化的3d打印机光源系统

Info

Publication number: CN210336924U
Application number: CN201921151357.4U
Authority: CN
Inventors: 刘阳; 杜秋; 郑广
Original assignee: Shanghai Huanjia Information Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Huanjia Information Technology Co ltd
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2029-07-22

Abstract

一种模块化的3D打印机光源系统，其特征在于，所述光源系统包括：灯箱，光照系统，散热系统，显示装置和电路信号连接器；其中，所述灯箱用于装载所述光照系统和所述显示装置；所述光照系统安装在所述灯箱内，用于提供光照，将模型的分层图像垂直投影于成型平台；所述散热系统置于所述光照系统上方，用于将整个光源系统的热量导出并冷却；所述显示装置安装在所述灯箱的底部，用于显示3D模型的分层图像；所述电路信号连接器置于所述灯箱侧面，用于将所述光源系统的电路和信号进行电连接。本申请公开的光源系统具有结构简单，移动方便，散热效果好以及使用寿命长等优点。

Description

一种模块化的3D打印机光源系统

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，具体涉及一种模块化的3D打印机光源系统。

背景技术

3D打印是新型快速成型制造技术。通过增材制造原理制造产品，能够克服传统机械加工无法实现的特殊结构障碍，可以实现任意复杂结构部件的简单化生产。现有的3D打印技术主要有：热熔塑胶技术FDM，激光烧结成型技术，光固化液态树脂选择区域固化成型技术。

其中，液态树脂选择区域固化成型技术又分为：1、激光扫描成像光固化技术（SLA）；2、投影仪图像化照射成型技术（DLP）；3、显示屏成像紫外频谱光固化技术（LCD）。其中，LCD光固化3D打印机设备的光源一般为能量较高的LDE紫外光源灯珠阵列，受封装技术的制约，LED的发光率仅能达到30%左右，大量的电能转化为热能，而这些热能如果不及时传导出去会导致机器内部温度的升高，使得半导体发光率下降，加快显示屏和光源的老化，甚至永久失效。并且，如果温度过高将会影响波长，使得光源的均匀性和一致性变差。同时，LCD光固化3D打印机设备的光源都是固定在打印机的底部或者顶部，没有将其模块化，打印机只有一个固定的光源，不能更换，无法灵活地适应打印的需求。

因此，鉴于目前在3D打印领域中还存在的一些问题，本实用新型对3D打印设备进行了进一步的设计和研究。

发明内容

针对以上提到的现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种模块化的3D打印机光源，通过将LCD光固化3D打印机的光源系统进行模块化，使得一个光源系统可以适配多个光固化3D打印机。并且通过添加散热系统，控制光源系统温度，有效地延长光源和LCD显示屏的使用寿命。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种模块化的3D打印机光源系统，包括：灯箱，光照系统，散热系统，显示装置和电路信号连接器；其中，所述灯箱用于装载所述光照系统和所述显示装置；所述光照系统安装在所述灯箱内，用于提供光照，将模型的分层图像垂直投影于成型平台；所述散热系统置于所述光照系统上方，用于将整个光源系统的热量导出并冷却；所述显示装置安装在所述灯箱的底部，用于显示3D模型的分层图像；所述电路信号连接器置于所述灯箱侧面，用于将所述光源系统的电路和信号进行电连接。

在上述的一种模块化的3D打印机光源系统中，光照系统包括光源、菲涅尔透镜和镜钢框架；所述光源安装在所述灯箱顶部；所述菲涅尔透镜安装在所述灯箱内部，平行于所述光源，并通过角码固定；所述镜钢框架置于所述灯箱内部。其中，光源发射的紫外光向四周散射，镜钢框架将发散的光线折射，并通过菲涅尔透镜将光线变为垂直于LCD显示屏的光线，从而将LCD显示屏显示的分层模型图像垂直投影到成型平台上。

在上述的一种模块化的3D打印机光源系统中，所述光源为安装在陶瓷基板上呈阵列排布的多个灯珠，多个灯珠分别与陶瓷基板上的电路电连接。

在上述的一种模块化的3D打印机光源系统中，所述散热系统包括半导体制冷片、散热器、风扇和温度控制器；所述半导体制冷片呈阵列式安装在所述光源上；所述散热器置于所述半导体制冷片上；所述风扇置于所述散热器上；所述温度控制器安装在所述灯箱顶部；所述半导体制冷片、散热器和风扇一一对应。其中，半导体制冷片可以将光源发出的热量吸收，由散热器进行热量的发散，并通过散热器上的风扇进行降温。并且，温度控制器能够通过控制半导体制冷片的功率来控制光源系统的温度。

在上述的一种模块化的3D打印机光源系统中，所述显示装置包括防变形玻璃、LCD液晶显示屏和铝制框架；所述铝制框架安装在所述灯箱的底部，并将所述防变形玻璃分别固定在所述LCD液晶显示屏的上方与下方。LCD显示屏容易弯曲变形，从而使打印的精度下降，在其上下分别安装防变形玻璃，可以有效的防止LCD显示屏的变形。

在上述的一种模块化的3D打印机光源系统中，其特征在于，所述电路信号连接器包括上下两个空腔，所述空腔内分别设有接触件。其中，上方空腔内的接触件进行光源系统的电连接，下方空腔内的接触件进行显示装置的信号连接

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：本光源系统通过菲涅尔透镜和镜钢框架提高了光源的利用率，可以增强光照的强度，使树脂材料迅速固化，提高了打印效率。本光源系统通过散热系统将光源系统产生的热量及时导出并冷却，可以控制光源系统的温度，从而稳定打印速度，并且延长光源和LCD显示屏的使用寿命。本光源系统将光固化3D打印机的光源系统进行模块化，使得一个光源系统可以适配多个光固化3D打印机，可以灵活地适应不同的打印需求。

附图说明

图1表示本实用新型模块化的3D打印机光源系统的外观立体图。

图2表示本实用新型模块化的3D打印机光源系统的外观主视图。

图3表示本实用新型模块化的3D打印机光源系统的外观右视图。

图4表示本实用新型模块化的3D打印机光源系统的外观俯视图。

图5表示本实用新型模块化的3D打印机光源系统的结构图。

图6表示本实用新型模块化的3D打印机光源系统中的光照系统和散热系统的分解图。

图7表示本实用新型模块化的3D打印机光源系统中的光照系统的分解图。

图8表示本实用新型模块化的3D打印机光源系统中的散热系统在光照系统上的结构示意图。

图9表示本实用新型模块化的3D打印机光源系统中的散热系统的分解图。

图10表示本实用新型模块化的3D打印机光源系统中的显示装置的分解图。

附图标记说明：1.灯箱；2.光照系统；3.显示装置；4.散热系统；5. 电路信号连接器；6.螺丝；200.光源；201.菲涅尔透镜；202镜钢框架；300a第一防变形玻璃；300b.第二防变形玻璃；301.LCD显示屏；302.铝制框架；400.半导体制冷片；401.散热器；402.风扇；403温度控制器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。此外，术语“第一”、“第二”、 “第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“置于”、“安装”、 “固定”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

现有的LCD光固化3D打印机中，光源系统都是固定于打印机上，且每个打印机只有一个光源系统，同时存在光源利用率低，散热差，打印机寿命低等问题。因此，本申请提出一种新式的光源系统，以便于能解决相关技术中所存在的诸多问题。

本申请提出一种模块化的3D打印机光源系统，实现了3D打印机光源系统的模块化，能够使一个光源系统适配多个光固化3D打印机，灵活方便；同时增加了散热系统，稳定了打印效率并延长了打印机的使用寿命；另外对LCD显示屏进行了保护，有效的防止了显示屏的变形，保证了打印的精度；并且对光照系统进行了改进，从而提高了光源的利用率。

参阅图1-4，显示为本申请实施例中模块化的3D打印机光源系统的立体图、主视图、右视图和俯视图。

如图1-4所示，模块化的3D打印机光源系统包括：灯箱1、显示装置3、散热系统4、电路信号连接器5和光源200。

其中，所述散热系统4包括半导体制冷片400、散热器401、风扇402和温度控制器403。

所述灯箱1用于装载光照系统2、显示装置3和电路信号连接器5；光照系统2安装在灯箱1的顶部和内部，用于提供光照，将模型的分层图像垂直投影于成型平台；散热系统4安装在光源200上，用于将整个光源系统的热量导出并冷却；显示装置3安装在灯箱1的底部，用于显示3D模型的分层图像；电路信号连接器5安装在灯箱1的侧面，用于将所述光源系统的电路和信号进行电连接。

所述电路信号连接器5包括上下两个空腔，所述空腔内分别设有接触件。其中，上方空腔内的接触件进行光源系统的电连接，下方空腔内的接触件进行显示装置的信号连接

如图7-9所示，光照系统2包括光源200、菲涅尔透镜201和镜钢框架202；光源200通过螺丝6安装在灯箱1顶部，菲涅尔透镜201安装在灯箱1内部，平行于光源200，并通过角码固定，镜钢框架202轮廓与灯箱1贴合，并置于灯箱1内部。其中，光源发射的紫外光向四周散射，镜钢框架将发散的光线折射，并通过菲涅尔透镜将光线变为垂直于LCD显示屏的光线，从而将LCD显示屏显示的分层模型图像垂直投影到成型平台上。

其中，光源200为安装在陶瓷基板上呈阵列排布的多个灯珠，多个灯珠分别与陶瓷基板上的电路电连接。

散热系统4包括半导体制冷片400、散热器401、风扇402和温度控制器403；6个半导体制冷片400呈两行三列状安装在光源200上；散热器401置于半导体制冷片400上方，风扇402置于散热器401的左侧，温度控制器403安装在半导体制冷片400旁，半导体制冷片、散热器和风扇一一对应。其中，半导体制冷片可以将光源发出的热量吸收，由散热器进行热量的发散，并通过散热器上的风扇进行降温。并且，温度控制器能够通过控制半导体制冷片的功率来控制光源系统的温度。

如图5-6所示，光照系统2安装在灯箱1的内部与顶部，散热系统4安装在光照系统2的上方，显示装置3安装在灯箱1的底部。灯箱1为长方体，光源200与显示装置3分别安装在灯箱1的顶部与底部，相互平行，且菲涅尔透镜201的焦点垂直于LCD显示屏301的中心点。

如图10所示，显示装置3包括第一防变形玻璃300a、第二防变形玻璃300b、LCD液晶显示屏301和铝制框架302；铝制框架302安装在灯箱1的底部，并将第一防变形玻璃300a和第二防变形玻璃300b分别通过螺丝6固定在LCD液晶显示屏301的上方与下方。LCD显示屏容易弯曲变形，从而使打印的精度下降，在其上下分别安装防变形玻璃，可以有效的防止LCD显示屏的变形，保证打印的精度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种模块化的3D打印机光源系统，其特征在于，所述光源系统包括：灯箱，光照系统，散热系统，显示装置和电路信号连接器；其中，所述灯箱用于装载所述光照系统和所述显示装置；所述光照系统安装在所述灯箱内，用于提供光照，将模型的分层图像垂直投影于成型平台；所述散热系统置于所述光照系统上方，用于将整个光源系统的热量导出并冷却；所述显示装置安装在所述灯箱的底部，用于显示3D模型的分层图像；所述电路信号连接器置于所述灯箱的侧面，用于将所述光源系统的电路和信号进行电连接。

2.根据权利要求1所述的一种模块化的3D打印机光源系统，其特征在于，所述光照系统包括光源、菲涅尔透镜和镜钢框架；所述光源安装在所述灯箱顶部；所述菲涅尔透镜安装在所述灯箱内部，平行于所述光源，并通过角码固定；所述镜钢框架置于所述灯箱内部。

3.根据权利要求2所述的一种模块化的3D打印机光源系统，其特征在于，所述光源为安装在陶瓷基板上呈阵列排布的多个灯珠，多个灯珠分别与陶瓷基板上的电路电连接。

4.根据权利要求1所述的一种模块化的3D打印机光源系统，其特征在于，所述散热系统包括半导体制冷片、散热器、风扇和温度控制器；所述半导体制冷片呈阵列式安装在所述光源上；所述散热器置于所述半导体制冷片上；所述风扇置于所述散热器上；所述温度控制器安装在所述灯箱顶部；所述半导体制冷片、散热器和风扇一一对应。

5.根据权利要求1所述的一种模块化的3D打印机光源系统，其特征在于，所述显示装置包括防变形玻璃、LCD液晶显示屏和铝制框架；所述铝制框架安装在所述灯箱的底部，并将所述防变形玻璃分别固定在所述LCD液晶显示屏的上方与下方。

6.根据权利要求1所述的一种模块化的3D打印机光源系统，其特征在于，所述电路信号连接器包括上下两个空腔，所述空腔内分别设有接触件。