CN211891998U - 一种刮刀位置可调节的光固化3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种刮刀位置可调节的光固化3D打印机，它包括机架、操作机构、固定设置在机架上的料液桶、在机架上可作纵向前后移动的刮平涂覆装置和支撑平台以及紫外线扫描头，支撑平台包括固定在机架上的背板、滑动板、网孔板和上端间隔对称固定在滑动板上的挂板，滑动板上设置有与传动丝杆相配的螺母套，滑动板可沿导轨在背板上作上下移动，传动丝杆上端与固定机架上的伺服电机相连，传动丝杆与固定在背板上的支撑座活动相连，背板一侧间隔设置有限位开关座，滑板上设置有可分别与限位开关座相触的触头，本实用新型可使刀头在上下方向能进行高度调节，达到的方便调节刮刀高度位置作用，它不仅结构简单、操作也方便，而且调节效果好。

Description

一种刮刀位置可调节的光固化3D打印机

技术领域

本实用新型涉及打印机，尤其是涉及一种具有刮刀涂覆装置中刮刀位置可节的光固化3D打印机。

背景技术

3D打印机又称三维打印机(3DP)，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印切层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。在工业上制造产品大都采用利用紫外线光照射液态光敏树脂发生聚合反应，来逐层固化并生成三维实体的光固化成型方法（SLA），这种方法具有适应性强，打印效率高，产品精度高等特点。目前光固化3D打印机是通过刮平涂覆装置带动刮刀来回移动来完成树脂切层和紫外线照射硬化并叠层成为产品的，它要求刮刀作平行移动，以确保每块切层平整、厚度误差小且均匀，当网孔板上的切层产品较多，刮刀横刀长度较长，刮刀在装机后难以确保刮刀底平面在一个水平面内，刮刀来回移动时，两端刮刀在纵向（宽度）两边，特别是在左右（长度）两端会形成较大的水平面高度差，切层厚度不均匀，叠层后产品形状会发生变化，因此需要对滑杆两端的刮刀高度位置进行调节，使刮刀下底面处于同一水平面内，以确保打印刷产品形状和尺寸符合要求。目前用于刮平涂覆装置调节其上刮刀水平位置的调节装置有的较复杂，调节操作不大方便，有的虽然简单，操作也比较方便，但调节效果不大好，还不能很好地达到打印产品质量要求。

实用新型内容

针对上述现有技术中3D打印机中的刮平涂覆装置中刮刀位置调节存在的问题，本实用新型提供了一种不仅结构简单、操作也方便，而且调节效果好的刮刀位置可调节的光固化3D打印机。

本实用新型要解决的技术问题所采取的技术方案是： 一种刮刀位置可调节的光固化3D打印机包括机架、操作机构、固定设置在机架上的料液桶、在机架上可作纵向前后移动的刮平涂覆装置和沿机架一侧可作上下运动的支撑平台以及设置在机架顶部的紫外线扫描头，所述支撑平台包括固定在机架上的背板、滑动板、网孔板和上端间隔对称固定在滑动板上的挂板，所述滑动板上设置有与传动丝杆相配的螺母套，滑动板可沿导轨在背板上作上下移动，传动丝杆上端与固定机架上的伺服电机相连，传动丝杆与固定在背板上的支撑座活动相连，所述背板一侧间隔设置有限位开关座，滑板上设置有可分别与限位开关座相触的触头，所述挂板横截面呈L形， 所述挂板下端具有托板，托板上设置有网孔板，所述刮平涂覆装置包括可在平动导轨上来回移动的滑杆、上端配装在滑杆内的刀头和与刀头下端对称相连的刮刀，所述滑杆两端通过平动导槽和平动导轨活动相配支撑在台面板上，所述滑杆中间具有横截面为梯形的空腔，所述刀头上端横截面形状为与空腔形状相对应，在刀头上端一侧与滑杆相对的空腔内设置有活动压板，所述活动压板为三角形，活动压板下端平面与滑杆为燕尾槽式活动相配，活动压板倾斜面的倾斜角度与刀头上端横截面的倾斜角度相同，在活动压板与空腔梯形倾斜面之间设置有弹性层，在滑杆一侧面上间隔设置有与滑杆螺纹相配并可活动穿过弹性层和活动压板与刀头相接触的左右调节螺杆，在滑杆上端间隔中设置有与滑杆螺纹相配并可与刀头相接触的上下调节螺杆，所述刀头下端中间具有吸液腔，所述刮刀上具有一端与吸液腔相通、另一端与真空泵相连的接口。

本实用新型所述刮平涂覆装置的工作过程是：如图6所示，当液料箱内已固化的切层47下降到液面46以下时，刮刀向右移动，吸液腔43内的光敏树脂料液随刮刀42向右移动时可在切层47上铺上一层光敏树脂料液形成一涂覆层45，在涂覆中使已形成的涂覆层在紫外线48照射下开始固化，当刮刀移动到图6所示右边位置时，涂覆层全部紫外线照射固化形成切层，与此同时真空泵工作，吸液腔吸入料液，切层初步固化后，刮刀向左移动，左边的刮刀将涂覆层上多余的固层清除，以确保切层的厚度符合工艺要求，当左边刮刀将切层上的多余涂覆层切除的同时，吸液腔又在已初步固化的切层上铺上一层光敏树脂料液形成一层涂覆层，在涂覆中使已形成的涂覆层在紫外线照射下开始固化，如此循环，可不断地制出切层形成打印产品。

本实用新型所述刮刀位置的调节过程：当刮刀下底面36与滑杆上平面37之间出现如图4所示左右两端（滑杆长度方向）不平行时，根据紫外线检测仪检测到的刮刀下底面与液面距离，来决定调节刮刀的左端还是右端或同时调节左右两端，当刮刀下底面左端与液面距离较大时，先松开左端位置的左右调节螺杆，再向下转动左端位置的上下调节螺杆，通过左端上下调节螺杆的下降，使刀头左端受力作用通过活动压板压缩弹性层后，刀头左端下降并带动刮刀左端随之下降，使刮刀下底面左端与液面距离较变小，达到调节左端刮刀的要求，再锁紧左端的左右调节螺杆，将刀头左端锁紧；当刮刀下底面右端与液面距离较大时，先松开右端位置的左右调节螺杆，再向下转动右端位置的上下调节螺杆，通过左端上下调节螺杆的下降，使刀头右端受力作用通过活动压板压缩弹性层后，刀头右端下降并带动刮刀右端随之下降，使刮刀下底面右端与液面距离较变小，达到调节右端刮刀要求；同理也可交错调节左右两端刮刀位置。

本实用新型采用设在刀头一侧倾斜面与空腔倾斜面之间的活动压板和弹性层，利用弹性层受活动压板的作用力而收缩，改变活动压板在水平面位置（即改变空腔下端的小端开口大小），从而可使刀头在上下方向能进行高度调节，达到的方便调节刮刀的高度位置作用。本实用新不仅结构简单、操作也方便，而且调节效果好。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图，

图2是图1的F向结构示意图，

图3是图1的A向结构示意图，

图4是图 3的B-B剖视结构示意图，

图5是图3的C向结构示意图，

图6是刮平涂覆过程示意图，

图7是图4的D-D剖视结构示意图，

图8是图7的E向结构示意图。

在图中，1、升降伺服电机 2、电机支架 3、背板 4、升降导轨 5、支撑座 6、机架 7、轴承座 8、液料桶 9、光敏树脂料液 10、托板 11、刮平涂覆装置 12、滑杆13、紫外线扫描头 14、挂板 15、基板 16、滑动板 17、螺母套 18、传动丝杆 19、第一限位开关座 20、第二限位开关座 21、第三限位开关座 22、铜夹子 23、平动导槽 24、从动轴 25、上下调节螺杆 26、左右调节螺杆 27、齿轮 28、平动伺服电机 29、网孔板30、垫板 31、平动导轨 32、齿条带 33、台面板 34、主动轴 35、行程开关 36、刮刀底平面 37、滑杆上平面 38、空腔 39、活动压板 40、弹性层 41、真空泵接口 42、刮刀43、吸液腔 44、刀头 45、涂覆层 46、液面 47、切层 48、紫外线 49、燕尾板 50、燕尾槽。

具体实施方式

在图中，一种刮刀位置可调节的光固化3D打印机，它包括龙门式的机架6、操作机构（包括用于电脑控制和显示屏等）、固定设置在机架上的液料桶8、液料桶8内装有光敏树脂料液9，在机架上可作纵向前后移动的刮平涂覆装置11和沿机架一侧可作上下运动的支撑平台以及设置在机架顶部的紫外线扫描头13，所述支撑平台包括固定在机架上的背板3、滑动板16、网孔板29和上端间隔对称固定在滑动板上的挂板14，网孔板上具有网孔，网孔板用作支架来支撑打印产品，所述滑动板上设置有与传动丝杆18相配的螺母套17，滑动板设置的升降导槽（图中未标出）可沿背板上的升降导轨4可在背板上作上下移动，传动丝杆上端与固定在机架上的升降伺服电机1相连，升降伺服电机通过电机支架2固定在背板3上，传动丝杆与固定在背板上的相对设置的支撑座5活动相连，所述背板一侧设置有基板15，基板上间隔设置有第一限位开关座19，第二限位开关座20和第三限位开关座21，滑动板上设置有可分别与限位开关座相触的触头24（打印产品时，触头与第一限位开关座19和第二限位开关座20分别接触），拆除网孔板时，挂板和滑动板一同上升，滑动板上的触头与第三限位座21接触停机后，所述支撑平台上的托板上升到高出料液箱位置，所述挂板横截面呈L形，所述挂板下端整体式具有托板10，所述托板固定有垫板30。所述刮平涂覆装置包括可在相对设置的平动导轨31上来回移动的滑杆、上端配装在滑杆内的刀头44和与刀头下端对称相连的刮刀42，所述滑杆两端通过平动导槽23和平动导轨31的活动配合支撑在台面板33上，所述滑杆一端设置有铜夹子22，在台面板上相对设置四只轴承座7，一对轴承座之间设置有主动轴34，另一对轴承座之间设置有从动轴24，主动轴一端与平动伺服电机28相连，主动轴和从动轴上设置有齿轮27，齿轮之间设置有齿条带32，铜夹子与齿条带用螺丝固定相连，在台面板上设置有行程开关35，通过行程开关与铜夹子接触和分离可使滑杆12纵向来回移动（如图3所示滑杆左右来架移动），所述滑杆两端用螺丝与平动导槽固定相连，滑杆中间具有横截面为梯形（最好是等腰梯形）的空腔38，所述刀头上端横截面形状为与空腔形状相对应，在刀头上端一侧与滑杆相对的空腔内设置有活动压板39，所述活动压板为三角形，活动压板下端平面与滑杆通过燕尾板49和燕尾槽50活动相配，活动压板倾斜面的倾斜角度与刀头上端横截面的倾斜角度相同，在活动压板与空腔等腰梯形倾斜面之间设置有弹性层40，弹性层为限位架（图中未画出）和间隔设置在限位架的弹簧制成，也可是受力作用可收缩的其它弹性材料（如软质的泡沫塑料和泡沫橡胶），在滑杆一侧面上间隔设置有与滑杆螺纹相配并可活动穿过弹性层和活动压板与刀头相接触的左右调节螺杆26，在滑杆上端间隔中设置有与滑杆螺纹相配并可与刀头相接触的上下调节螺杆25，所述刀头下端中间具有横截面为长方形状的吸液腔43，所述刮刀上具有一端与吸液腔相通、另一端通过真空管与真空泵（图中未画出）相连的真空泵接口41，所述上下调节螺杆和左右调节螺杆上设置有螺母（图中未标出），用于调节后锁紧上下调节螺杆和左右调节螺杆。

本实用新型对刮平涂覆装置结构进行改进，除刮平涂覆装置结构改进外，本申请所述3D印机所涉及的其它结构和控制电路，电器等均为现有技术。

Claims (2)

1.一种刮刀位置可调节的光固化3D打印机，它包括机架（6）、固定设置在机架上的料液桶（8）、在机架上可作纵向前后移动的刮平涂覆装置（11）和沿机架一侧可作上下运动的支撑平台以及设置在机架顶部的紫外线扫描头（13），所述支撑平台包括固定在机架上的背板（3）、滑动板（16）和上端间隔对称固定在滑动板上的挂板（14），所述滑动板上设置有与传动丝杆（18）相配的螺母套（17），滑动板可沿升降导轨在背板上作上下移动，传动丝杆上端与固定机架上的升降伺服电机相连，传动丝杆与固定在背板上的支撑座（5）活动相连，所述背板一侧间隔设置有限位开关座，滑板上设置有可分别与限位开关座相触的触头（24），所述挂板横截面呈L形， 所述挂板下端具有托板（10），托板上设置有网孔板（29），其特征是：所述刮平涂覆装置包括可在平动导轨（31）上来回移动的滑杆（12）、上端配装在滑杆内的刀头（44）和与刀头下端对称相连的刮刀（42），所述滑杆两端通过平动导槽（23）和平动导轨的活动配合支撑在台面板（33）上，所述滑杆中间具有横截面为梯形的空腔（38），所述刀头上端横截面形状为与空腔形状相对应，在刀头上端一侧与滑杆相对的空腔内设置有活动压板（39），所述活动压板呈三角形，活动压板下端平面与滑杆为燕尾槽式活动相配，活动压板倾斜面的倾斜角度与刀头上端横截面的倾斜角度相同，在活动压板与空腔梯形倾斜面之间设置有弹性层（40），在滑杆一侧面上间隔设置有与滑杆螺纹相配并可活动穿过弹性层和活动压板与刀头相接触的左右调节螺杆（26），在滑杆上端间隔中设置有与滑杆螺纹相配并可与刀头相接触的上下调节螺杆（25），所述刀头下端中间具有吸液腔（43），所述刮刀上具有一端与吸液腔相通、另一端与真空泵相连的真空泵接口（41）。

2.根据权利要求1所述的一种刮刀位置可调节的光固化3D打印机，其特征是：所述弹性层为限位架和间隔设置限位架内的弹簧制成。

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