CN212194234U - 一种高精度下沉式光固化3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度下沉式光固化3D打印机，涉及3D打印机技术领域，包括机架以及设置在机架上的树脂槽，所述树脂槽的开口竖直向上设置，所述机架上设有在树脂槽内沿竖直方向滑移的打印台。本实用新型通过设置刮板并且通过控制电机正反转，从而驱动刮板沿导轨的长度方向往复滑动，在打印过程中可以一直对树脂进行摊铺操作，进而将树脂均匀的摊铺到当前打印层上，从而有效保证打印精度；打印完毕后，由橡胶制成的刮板对打印件在打印台上完成卸料，避免了人工进行卸料，安全便捷；通过设置调节块以及安装板，只需要更换调节块，即可调整刮板底部与打印台之间的距离，刮板与安装板之间为可拆卸连接，刮板的更换及维护也十分方便。

Description

一种高精度下沉式光固化3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印机技术领域，具体涉及一种高精度下沉式光固化3D打印机。

背景技术

现有的光固化3D打印技术，主要是基于叠层制造的原理。计算机通过对三维模型进行分层，获得每一层固化的几何参数，再通过逐层打印的方式来构造物体。这种逐层的打印方法受制于打印精度，需要减少单层厚度来保证打印精度，通常需要大量的时间来完成打印项目。

公告号为CN105437547B的实用新型专利提供了一种连续下沉式高效3D打印方法及设备，包括封闭料槽以及设置在封闭料槽上方的光源，在封闭料槽内沿设置方向滑移连接有打印台，打印过程中打印台不断向下滑动，光源将光敏树脂逐层固化，从而完成3D打印操作

在打印过程中，打印台上方的树脂会被固化成型，但是在使用时发现存在以下弊端：一、由于树脂的流动性较差，树脂无法均匀的平铺到打印台上，从而影响打印出来的产品精度，产品质量无法得到保证；二、固化成型后的打印件在打印台上进行卸料时，通常需要操作人员带通过铲子等工具从打印台上铲下，虽然树脂的强度高且韧性好。但是此过程却易对打印台造成损伤，而且犹由于光敏树脂具有挥发性，会产生刺激性气味的气体，即使最新技术中所使用的树脂已无毒化处理，却依旧会使操作人员的身体感到不适。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高精度下沉式光固化3D打印机，以解决现有技术中导致的上述缺陷。

一种高精度下沉式光固化3D打印机，包括机架以及设置在机架上的树脂槽，所述树脂槽的开口竖直向上设置，所述机架上设有在树脂槽内沿竖直方向滑移的打印台，所述机架上位于树脂槽上方设有光源，所述机架上位于树脂槽的开口内沿水平方向滑移设有刮板，所述刮板位于打印台上方，所述机架上设有驱动刮板在树脂槽内往复滑移的驱动件。

通过采用上述技术方案：初始状态下，驱动件驱动刮板在打印台上方往复滑动，刮板将竖直均匀的铺设到打印台上，在打印过程中，打印台会逐渐向下滑动，但是当前打印平面与刮板底部的距离是恒定的，因此只要往复驱动刮板滑动，即可将树脂均匀的涂覆在打印台或者当前打印层上，从而有效保证产品精度，提高产品质量。

优选的，所述机架上位于树脂槽两侧设有导轨，所述导轨垂直刮板设置，所述刮板顶部固定连接有连接板，所述连接板两端与对应导轨滑移连接。

通过采用上述技术方案：通过设置导轨以及连接板，即可实现刮板与机架的滑移连接，结构简单，工作可靠，将导轨设置在刮板两侧，可以保证刮板在滑动过程中受力均匀，稳定滑动。

优选的，所述连接板与刮板之间设有由橡胶制成的调节块，所述调节块与刮板之间设有安装板，所述连接板、调节块以及安装板通过螺栓固定连接，所述刮板与安装板卡接。

通过采用上述技术方案：在安装时，只需要更换调节块，即可调整刮板底部与打印台之间的距离，并且由于调节块是由橡胶制成的，调节块本身就具有一定的形变能力，方便调节；此外将刮板与安装板可拆卸连接，刮板的更换维护也十分方便。

优选的，所述安装板顶部设有用于安装调节块的容纳槽，所述容纳槽宽度大于调节块宽度，所述安装板底部沿安装板长度方向设有卡块，所述刮板顶部设有与卡块配合的卡槽。

通过采用上述技术方案：容纳槽的宽度大于调节块的宽度，从而为调节块的形变预留一定空间，方便微调连接板与安装板之间的距离，通过设置卡块以及卡槽，即可实现刮板与安装板之间的卡接，从而方便对刮板进行安装以及拆卸。

优选的，所述驱动件包括沿导轨长度方向设置的丝杠，所述丝杠与机架转动连接，所述连接板端部与丝杠螺纹连接，所述机架上设有用于驱动丝杆正反转动的电机。

通过采用上述技术方案：通过控制电机正反转，即可驱动连接板沿导轨长度方向往复滑动，从而实现刮板的往复滑移。

优选的，所述机架上位于导轨两端设有位置传感器，所述连接板端部设有用于阻挡位置传感器从而控制电机正反转动的挡片。

通过采用上述技术方案：当丝杆驱动连接板滑动至树脂槽端部时，挡片移动到对应的位置传感器外侧，位置传感器发出的红外线被挡片遮挡后，位置传感器发出信号给电机，此时电机改变转向，驱动刮板反向滑动，这样当刮板滑动到滑轨的两端后，位置传感器即可控制电机改变转向，驱动刮板往复滑动，结构简单工作可靠。

优选的，初始状态下所述刮板底部与打印台之间距离为0.5-1.5mm。

通过采用上述技术方案：处于上述距离的刮板，既可以保证不对打印过程造成影响，同时又可以预留足够的树脂满足下一层的打印需要，

优选的，所述刮板由橡胶制成，所述刮板硬度为莫氏硬度17度。

通过采用上述技术方案：处于上述硬度的刮板，既可以防止硬度不够导致刮板出现形变，又可以方便将刮板从安装板上拆卸下来。

本实用新型的优点在于：(1)由于设置了刮板并且通过控制电机正反转，来驱动连接板沿导轨长度方向往复滑动，当刮板移动到导轨的端部后，挡片遮挡住位置传感器，电机接到电信号后反转，从而驱动刮板沿导轨的长度方向往复滑动，在打印过程中可以一直对树脂进行摊铺操作，进而将树脂均匀的摊铺到当前打印层上，从而有效保证打印精度；

(2)在打印完毕后，由橡胶制成的刮板下端弧形面抵触于打印件的侧端，刮板移动下，由于刮板内设置空腔，且刮板自身具备一定的结构强度，所以能够实现在保证高强度及韧性的打印件不受损伤的前提下，对打印件在打印台上完成卸料，避免了人工进行卸料，安全便捷；

(3)通过设置调节块以及安装板，只需要更换调节块，即可调整刮板底部与打印台之间的距离，并且由于调节块是由橡胶制成的，所以调节块具有一定的形变能力，方便调节，同时刮板与安装板之间为可拆卸连接，刮板的更换及维护也十分方便。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图。

图2是本实用新型中连接板安装示意图。

图3是本实用新型位置传感器安装示意图。

图4是本实用新型刮板装配爆炸图。

图5是本实用新型刮板装配剖视图。

其中，1-机架，11-树脂槽，12-滑轨，13-打印台，131-侧板，14-滑座，15-位置传感器，16-保护罩，17-光源，2-刮板，21-卡槽，22-空腔，23-底座，24-弧形面，25-竖直面，3-导轨,4-连接板，5-调节块，6-安装板，61-容纳槽,62-卡块，7-丝杠，71-电机，8-挡片。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1至图5所示，一种高精度下沉式光固化3D打印机，包括机架1以及设置在机架1上的树脂槽11，所述树脂槽11的开口竖直向上设置，所述机架1上设有在树脂槽11内沿竖直方向滑移的打印台13，所述机架1上位于树脂槽11上方设有光源17，所述机架1上位于树脂槽11的开口内沿水平方向滑移设有刮板2，所述刮板2位于打印台13上方，所述机架1上设有驱动刮板2在树脂槽11内往复滑移的驱动件。

树脂槽11内存放有光敏树脂，树脂槽11的开口竖直向上，打印台13通过滑座14与滑轨12滑移连接，滑座14通过丝杠7驱动其滑动，打印台13位于树脂槽11的开口内，在滑座14的驱动下，打印台13可以下沉至树脂槽11内，在机架1上的光源17的照射下，打印台13上的产品逐层打印成型。

为提高打印精度，在机架1上位于树脂槽11的开口内沿水平方向滑移设有刮板2，刮板2位于打印台13上方，在机架1上设有驱动刮板2在树脂槽11内往复滑移的驱动件，初始状态下，驱动件驱动刮板2在打印台13上方往复滑动，刮板2将竖直均匀的铺设到打印台13上，在打印过程中，打印台13会逐渐向下滑动，但是当前打印平面与刮板2底部的距离是恒定的，因此只要往复驱动刮板2滑动，即可将树脂均匀的涂覆在打印台13或者当前打印层上，从而有效保证产品精度，提高产品质量。

在本实施例中，所述机架1上位于树脂槽11两侧设有导轨3，所述导轨3垂直刮板2设置，所述刮板2顶部固定连接有连接板4，所述连接板4两端与对应导轨3滑移连接。

在本实施例中，所述连接板4与刮板2之间设有由橡胶制成的调节块5，所述调节块5与刮板2之间设有安装板6，所述连接板4、调节块5以及安装板6通过螺栓固定连接，所述刮板2与安装板6卡接。

为方便驱动刮板2滑动，在机架1上位于树脂槽11的两侧设有导轨3，两个导轨3互相平行设置，导轨3的两端均位于树脂槽11开口的外侧，导轨3垂直刮板2设置，刮板2的顶部固定连接有连接板4，连接板4的两端与对应导轨3滑移连接，通过设置导轨3以及连接板4，即可实现刮板2与机架1的滑移连接，结构简单，工作可靠。此外，为避免刮板2滑动过程中与滑轨12出现干涉，导轨3对称设置在滑轨12两侧。

在本实施例中，所述安装板6顶部设有用于安装调节块5的容纳槽61，所述容纳槽61宽度大于调节块5宽度，所述安装板6底部沿安装板6长度方向设有卡块62，所述刮板2顶部设有与卡块62配合的卡槽21。

为方便调节刮板2底部与打印台13之间的距离，在连接板4与刮板2之间设有由橡胶制成的调节块5，调节块5与刮板2之间设有安装板6，连接板4、调节块5以及安装板6通过螺栓固定连接，刮板2与安装板6卡接，这样只需要更换调节块5，即可调整刮板2底部与打印台13之间的距离，并且由于调节块5是由橡胶制成的，调节块5具有一定的形变能力，方便调节；同时将刮板2与安装板6可拆卸连接，刮板2的更换维护也十分方便。本实施例中，调节块5的硬度保证在莫氏硬度13度左右，既保证强度要求，又能起到形变调节的作用。

在安装板6的顶部设有容纳槽61，容纳槽61沿安装板6长度方向设置，容纳槽61的宽度大于调节块5的宽度，从而为调节块5的形变预留一定空间，方便微调连接板4与安装板6之间的距离，本实施例中，容纳槽61两侧的侧壁与调节块5的侧壁的间距为2mm。此外，在安装板6的底部沿安装板6长度方向设有卡块62，在刮板2的顶部设有与卡块62配合的卡槽21，通过设置卡块62以及卡槽21，即可实现刮板2与安装板6之间的卡接，从而方便对刮板2进行安装以及拆卸。

在本实施例中，所述驱动件包括沿导轨3长度方向设置的丝杠7，所述丝杠7与机架1转动连接，连接板4端部与丝杠7螺纹连接，所述机架1上设有用于驱动丝杆正反转动的电机71。

电机71通过电机座固定在机架1上，电机71的输出轴与丝杆同轴设置且固定连接。通过控制电机71正反转，即可驱动连接板4沿导轨3长度方向往复滑动，从而实现刮板2的往复滑移。

在本实施例中，所述机架1上位于导轨3两端设有位置传感器15，所述连接板4端部设有用于阻挡位置传感器15从而控制电机71正反转动的挡片8。

为方便控制电机71正反转动，两个位置传感器15设置在导轨3的侧面并且给与机架1固定连接，两个位置传感器15分别对应树脂槽11的两侧，在连接板4端部设有挡片8，当丝杆驱动连接板4滑动至树脂槽11端部时，挡片8移动到对应的位置传感器15外侧，位置传感器15发出的红外线被挡片8遮挡后，位置传感器15发出信号给电机71，此时电机71改变转向，驱动刮板2反向滑动，这样当刮板2滑动到滑轨12的两端后，位置传感器15即可控制电机71改变转向，驱动刮板2往复滑动，结构简单工作可靠。

此外，为稳定实现刮板2的移动，在机架1上位于丝杠7以及电机71外侧罩设有保护罩16(图中未标记)，位置传感器15以及挡片8均位于保护罩16内。

在本实施例中，初始状态下所述刮板2底部与打印台13之间距离为0.5-1.5mm。

值得注意的是，所述刮板2由橡胶制成，所述刮板2硬度为莫氏硬度17度。

此外，所述刮板2包括底座23以及设置在底座23上的竖直面25以及弧形面24，所述竖直面25以及弧形面24一端分别与底座23两侧连接，另一端相交形成刮板2刃口，所述刮板2内位于弧形面24以及竖直面25之间设有空腔22。

为保证竖直的平铺效果，本实施例中，在初始状态下，刮板2底部与打印台13之间距离为0.5-1.5mm，处于上述距离的刮板2，既可以保证不对打印过程造成影响，同时又可以预留足够的树脂满足下一层的打印需要，保证打印精度。

为方便安装刮板2，本实施中，刮板2由橡胶制成，刮板2硬度为莫氏硬度17度，既可以防止硬度不够导致刮板2出现形变，又可以方便将刮板2从安装板6上拆卸下来。

此外，刮板2包括底座以及设置在底座23上的弧形面24以及竖直面25，卡槽21设置在底座23上，竖直面25朝向滑轨12设置，弧形面24以及竖直面25一端与底座23两侧连接，另一端相交形成刮板2的刃口，在弧形面24以及竖直面25之间设有空腔22，空腔22的截面呈三角形设置，空腔22沿刮板2长度方向设置并且两端贯穿刮板2，设置空腔22可以增大刮板2的弹性，更加柔和的实现树脂的摊铺。

工作过程及原理：在使用本实用新型进行打印时，电机71驱动丝杠7转动，带动连接板4沿导轨3长度方向滑动，刮板2将树脂均匀的摊铺到当前打印平面上，当刮板2移动到导轨3端部后，挡片8遮挡住位置传感器15，电机71接到电信号后反转，从而驱动刮板2沿导轨3的长度方向往复滑动，在打印过程中可以一直对树脂进行摊铺操作；打印完毕后由刮板2的移动对打印件进行卸料。

基于上述，本实用新型由于设置了刮板2并且通过控制电机71的正反转，来驱动连接板4沿导轨3长度方向往复滑动，当刮板移2动到导轨3的端部后，挡片8遮挡住位置传感器15，电机71接到电信号后反转，从而驱动刮板2沿导轨3的长度方向往复滑动，在打印过程中可以一直对树脂进行摊铺操作，进而将树脂均匀的摊铺到当前打印层上，从而有效保证打印精度；

在打印完毕后，由橡胶制成的刮板2下端弧形面抵触于打印件的侧端，刮板2移动下，由于刮板2内设置空腔22，且刮板2自身具备一定的结构强度，所以能够实现在保证高强度及韧性的打印件不受损伤的前提下，对打印件在打印台13上完成卸料，避免了人工进行卸料，安全便捷；

通过设置调节块5以及安装板6，只需要更换调节块5，即可调整刮板2底部与打印台13之间的距离，并且由于调节块5是由橡胶制成的，所以调节块5具有一定的形变能力，方便调节，同时刮板2与安装板6之间为可拆卸连接，刮板2的更换及维护也十分方便。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (9)

1.一种高精度下沉式光固化3D打印机，包括机架(1)以及设置在机架(1)上的树脂槽(11)，所述树脂槽(11)的开口竖直向上设置，所述机架(1)上设有在树脂槽(11)内沿竖直方向滑移的打印台(13)，所述机架(1)上位于树脂槽(11)上方设有光源(17)，其特征在于：所述机架(1)上位于树脂槽(11)的开口内沿水平方向滑移设有刮板(2)，所述刮板(2)位于打印台(13)上方，所述机架(1)上设有驱动刮板(2)在树脂槽(11)内往复滑移的驱动件。

2.根据权利要求1所述的一种高精度下沉式光固化3D打印机，其特征在于：所述机架(1)上位于树脂槽(11)两侧设有导轨(3)，所述导轨(3)垂直刮板(2)设置，所述刮板(2)顶部固定连接有连接板(4)，所述连接板(4)两端与对应导轨(3)滑移连接。

3.根据权利要求2所述的一种高精度下沉式光固化3D打印机，其特征在于：所述连接板(4)与刮板(2)之间设有由橡胶制成的调节块(5)，所述调节块(5)与刮板(2)之间设有安装板(6)，所述连接板(4)、调节块(5)以及安装板(6)通过螺栓固定连接，所述刮板(2)与安装板(6)卡接。

4.根据权利要求3所述的一种高精度下沉式光固化3D打印机，其特征在于：所述安装板(6)顶部设有用于安装调节块(5)的容纳槽(61)，所述容纳槽(61)宽度大于调节块(5)宽度，所述安装板(6)底部沿安装板(6)长度方向设有卡块(62)，所述刮板(2)顶部设有与卡块(62)配合的卡槽(21)。

5.根据权利要求1所述的一种高精度下沉式光固化3D打印机，其特征在于：所述驱动件包括沿导轨(3)长度方向设置的丝杠(7)，所述丝杠(7)与机架(1)转动连接，连接板(4)端部与丝杠(7)螺纹连接，所述机架(1)上设有用于驱动丝杆正反转动的电机(71)。

6.根据权利要求3所述的一种高精度下沉式光固化3D打印机，其特征在于：所述机架(1)上位于导轨(3)两端设有位置传感器(15)，所述连接板(4)端部设有用于阻挡位置传感器(15)从而控制电机(71)正反转动的挡片(8)。

7.根据权利要求1所述的一种高精度下沉式光固化3D打印机，其特征在于：初始状态下所述刮板(2)底部与打印台(13)之间距离为0.5-1.5mm。

8.根据权利要求1所述的一种高精度下沉式光固化3D打印机，其特征在于：所述刮板(2)由橡胶制成，所述刮板(2)硬度为莫氏硬度17度。

9.根据权利要求1所述的一种高精度下沉式光固化3D打印机，其特征在于：所述刮板(2)包括底座(23)以及设置在底座(23)上的竖直面(25)以及弧形面(24)，所述竖直面(25)以及弧形面(24)一端分别与底座(23)两侧连接，另一端相交形成刮板(2)刃口，所述刮板(2)内位于弧形面(24)以及竖直面(25)之间设有空腔(22)。

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