CN212266706U - 3d打印设备及其容器控温装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种3D打印设备及其容器控温装置，所述容器控温装置包括控温组件、第一温度传感组件、以及控制单元，其中，所述控温组件设置于容器的外侧壁，用于加热或冷却容器内的光固化材料，第一温度传感组件设置在容器的侧壁且在容器的侧壁的位置与控温组件的位置及热传导特征相关，从而能够准确地检测到光固化材料的加热状况，并可令控制单元能根据检测结果调节控温组件的工作状态，确保光固化材料能处于较佳的作业状态，保证成品零件的打印质量。

Description

3D打印设备及其容器控温装置

技术领域

本申请涉及3D打印领域，特别是涉及一种3D打印设备及其容器控温装置。

背景技术

3D打印技术是一种立体实物快速成型的打印技术，主要是以数字模型文件为基础，以逐层打印的方式来构造实物，而目前大部分3D打印设备都采用粉末或液体等形态的光固化材料。

以光固化材料为光敏树脂为例，光敏树脂是由聚合物单体、预聚物、光引发剂、稀释剂等组成，一般呈液体，在一定波长的紫外光照射下发生聚合反应而固化。在打印过程中，控制光线在光敏树脂表面扫描使其固化形成一堆积层，然后移动构件板一个堆积层的距离并使已固化的堆积层表面涂覆一层未固化的光敏树脂，重复前述的光固化步骤使新固化的堆积层粘结在前一次固化的堆积层上，这一过程多次重复直至整个工件制作完成为止，用这种方法可以快速制造出复杂形状的工件。在上述的过程中如何在已固化层表面形成一层厚度均匀的光敏树脂层至关重要，因此必须增加光敏树脂的流动性，针对高黏度的光敏树脂，需要加热光敏树脂可有效增加光敏树脂的流动性，获得良好的打印效果。

在对光敏树脂加热时，加热温度是一个重要的参数，若加热光敏树脂的温度不够，则不能有效增加光敏树脂的流动性，若加热光敏树脂的温度过高，则会对光敏树脂结构造成破坏。而相关技术中，对于加热温度的检测存在检测不准确、不能反映真实加热状况等问题。

发明内容

鉴于以上的相关技术的缺点，本申请的目的在于提供一种3D打印设备的容器控温装置及3D打印设备，用于解决相关技术中不能准确检测光敏树脂的加热温度的问题。

本申请的第一方面提供一种3D打印设备的容器控温装置，所述3D打印设备具有用于盛放光固化材料的容器，所述容器控温装置包括：控温组件，设置于所述容器的外侧壁，用于提供持续的温度以加热或冷却盛放于所述容器内的光固化材料；第一温度传感组件，设置在所述容器的侧壁，用于检测所述容器内的光固化材料的温度；其中，所述第一温度传感组件在所述容器的侧壁的位置与所述控温组件的位置及热传导特征相关；控制单元，连接所述控温组件及所述第一温度传感组件，用于依据所述第一传感组件检测的温度来调节所述控温组件的工作状态以将所述容器内的光固化材料保持在预设的温度范围。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述容器包括主腔体及与所述主腔体连通的副腔体，所述副腔体内设置有液位传感器。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述第一温度传感组件设置在所述容器的侧壁的位置是由所述控温组件的第二热力梯度区间、第一设置高度、以及第二设置高度所限定的，其中，所述第一设置高度高于所述第二设置高度，所述第一设置高度与所述控温组件的第一间距等于所述第一设置高度与所述控温组件的第二间距。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述第一设置高度低于所述容器盛放光固化材料时的液面。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述控温组件设于所述容器的至少两个外侧壁。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述控温组件包括加热件和/或制冷件。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述加热件包括加热膜、电阻丝、或者流通有加热流体的加热管。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述制冷件包括半导体制冷结构。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述容器控温装置还包括与所述控制单元连接的第二温度传感组件，所述第二温度传感组件与第一温度传感组件具有预设距离。

在本申请的第一方面的某些实施方式中，所述容器控温装置还包括用于搅拌所述光固化材料的搅拌机构。

本申请的第二方面提供一种3D打印设备，包括：用于盛放光固化材料的容器以及如前所述的容器控温装置。

本申请公开一种3D打印设备的容器控温装置及3D打印设备，所述容器控温装置包括控温组件、第一温度传感组件、以及控制单元，其中，所述控温组件设置于容器的外侧壁，用于加热或冷却容器内的光固化材料，第一温度传感组件设置在容器的侧壁且在容器的侧壁的位置与控温组件的位置及热传导特征相关，能够准确地检测到光固化材料的加热状况，并可令控制单元能根据检测结果调节控温组件的工作状态，确保光固化材料能处于较佳的作业状态。

附图说明

图1显示为本申请根据以一示例性实施例绘制的3D打印设备的结构示意图。

图2显示为图1中3D打印设备以一示例性实施例绘制的侧视图。

图3显示为本申请根据以另一示例性实施例绘制的3D打印设备的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，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申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件或参数，但是这些元件或参数不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个或参数件与另一个或参数进行区分。例如，第一温度传感组件可以被称作第二温度传感组件，并且类似地，第二温度传感组件可以被称作第一温度传感组件，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一温度传感组件和第二温度传感组件均是在描述一个温度传感组件，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个温度传感组件。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

现有的某些3D打印设备中，在对光敏树脂加热时，对于加热温度的检测存在检测不准确、不能反映真实加热状况等问题。有鉴于此，本申请的发明人提供一种可解决上述技术问题的容器控温装置及3D打印设备。

本申请提供一种3D打印设备的容器控温装置，所述3D打印设备具有用于盛放待固化的光固化材料的容器。所述容器控温装置是用于对盛放的光固化材料进行控温以确保光固化材料能处于较佳的作业状态。

本申请中所列举的实施例中，所述3D打印设备可以为顶面投影或顶面曝光3D打印设备，例如顶面投影光机进行面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，也可以为由顶面激光器进行激光光斑扫描的SLA(Stereo LithographyApparatus，立体光固化成型，简称SLA)设备，换言之，即3D打印设备的光学系统位于容器(在某些应用场景下亦被称之为树脂槽)顶面并面向所述容器的顶面照射，用于将3D构件模型中的分层图像照射到打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层。在前述所列举的实施例中，所述激光器和DLP光机被称之为能量辐射装置。

对于顶面曝光的DLP设备来说，所述能量辐射装置可例如包括DMD芯片、控制器和存储模块。所述存储模块中存储将3D构件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器顶面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器的透明顶部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

对于顶面曝光的SLA设备来说，所述能量辐射装置可例如包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器顶面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层。

本申请中所列举的实施例中，所述3D打印设备为底投影3D打印设备，例如底面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备，也可以是底面扫描的SLA(Stereo Lithography Apparatus，立体光固化成型，简称SLA)设备，换言之，即3D打印设备的光学系统位于容器(在某些应用场景下亦被称之为树脂槽)底面并面向所述容器的透明底面照射或激光扫描，用于将3D物件模型中的分层图像照射到打印基准面以使光固化材料固化成对应的图案固化层。

在基于底面曝光的DLP设备中，所述光学系统为投影装置。例如，所述投影装置包括DMD芯片、控制器和存储模块。其中，所述存储模块中存储将3D物件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器22底面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器的透明底部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

对于底面曝光的SLA设备来说，所述光学系统包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器底面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层。

请参阅图1，显示为本申请根据以一示例性实施例绘制的3D打印设备的结构示意图。本申请揭露的3D打印设备包括：容器以及容器控温装置。

容器用于盛放待固化的光固化材料。参详图1所示，于本实施例中，容器11所盛放的光固化材料为3D打印设备制造3D物体所使用的材料。本领域技术人员应理解容器11不仅可以盛放备用的光固化材料更能让3D打印设备直接利用所盛放的光固化材料制造3D物体。其中，所述光固化材料可包括任何易于光固化的液态材料，其液态材料举例包括：光固化树脂液，或掺杂了陶瓷粉末、颜色添加剂等混合材料的树脂液等。粉末材料包括但不限于：陶瓷粉末、颜色添加粉末等。在以下实施例中，以光固化材料为光敏树脂为例进行说明，因此，容器11例如为3D打印设备中用于盛放光敏树脂的树脂槽。容器11的材质包括但不限于：玻璃、塑料、固态树脂、单一金属材质或合金材质等，其中，合金材质可例如为不锈钢等。其中，容器11的容量视3D打印设备的类型而定。例如，基于顶面曝光的打印设备中容器的容量相对于基于底面曝光的打印设备中容器的容量较大。

在某些实施例中，所述容器材料可设置为透明或非透明材料，并可在容器内壁贴设吸光纸，如黑色薄膜或黑色纸等，以减少在投影期间由于光散射对光固化材料的固化干扰。

在某些实施例中，所述容器中还设有液位传感器，所述液位传感器用于监控容器中所盛放的光敏树脂的液位水平。在某种实现方式中，所述液位传感器可直接设置在容器的内壁上。在某种实现方式中，所述容器更可包括主腔体及与所述主腔体连通的副腔体，在所述副腔体内设置有液位传感器，其中，所述副腔体的尺寸可远小于所述主腔体的尺寸，例如，所述副腔体可为一管状结构。在实际应用中，所述副腔体可直接设置于所述主腔体内，或者，所述副腔体可设置于所述主腔体之外。

此外，所述液位传感器也可与外部的控制器连接，能将检测到的光敏树脂的液位水平数值发送至控制器，由控制器据此进行相应的控制操作，所述控制操作包括但不限于：显示、报警、补充光敏树脂等。例如，所述控制器与料泵连接，所述料泵配置有与容器连通的输料管。在某些实施例中，当所述控制器根据接收自所述液位传感器发送过来的液位水平数值判定容器内光敏树脂的液位下降至设定的下限阈值以下时，所述控制器向料泵发送补液指令，控制料泵开始运作并向容器补充光敏树脂，直至当所述控制器根据接收自所述液位传感器发送过来的液位水平数值判定容器内光敏树脂的液位已恢复到正常水平或到达设定的上限阈值时，所述控制器向料泵发送补液指令，控制料泵停止运作，停止补液。

于本实施例中，以图1视图定义X轴、Y轴、Z轴三轴，X轴、Y轴、Z轴三轴在三维空间相互垂直，其中XY方向指水平面方向，Z轴沿垂直方向，X轴为左右方向，Y轴为前后方向。

容器控温装置被配置于容器上，用于对容器所盛放的光固化材料进行控温以确保光固化材料能处于较佳的作业状态。

本申请公开的容器控温装置包括控温组件、第一温度传感组件、以及控制单元。

所述容器控温装置中的控温组件用于提供持续的温度以加热或冷却盛放于所述容器内的光固化材料。依据3D打印设备和容器内所盛放的光固化材料的不同，所述控温组件可由不同实现方式。在某些实施例中，所述控温组件包括加热件，能对盛放于容器内的光固化材料进行加热。在某些实施例中，所述控温组件包括制冷件，能对盛放于容器内的光固化材料进行冷却。在某些实施例中，所述控温组件包括加热件和制冷件，能对盛放于容器内的光固化材料进行加热和冷却。

在图1所示的实施例中，控温组件131设置于容器11的外侧壁上。控温组件的数量不限，可为一个或多个，不同的控温组件可根据应用场合以相同或不同的设置方式设置于容器中不同位置的外侧壁上。

以常见的呈长方体的容器11为例，温控组件可设于容器的至少两个外侧壁上。在某些实施例中，控温组件131可围设于容器11的四个外侧壁上，能直接对四个外侧壁内的光固化材料(例如，光敏树脂，以下均以光敏树脂为例进行说明)进行控温，可确保容器11内光敏树脂能得到均匀控温。在某些实施例中，出于对容器11要从3D打印设备的机架上实现装卸的设计要求的考量，例如，容器11可从机架的某一侧进行装卸，因此，呈长方体的容器11得预留出一侧的外侧壁，在预留出的那一个外出壁上就不便于设置控温组件131，如此，在此种情形下，控温组件131就设置在容器11的三个外侧壁上。上述控温组件131的设置方式仅为示例性说明，并非用于限制其保护范围。例如，在其他实施例中，上述控温组件131也可设置在容器11中相对的两个外侧壁上或相邻的两个外侧壁上。

为了使得控温组件131能对容器11内的光固化材料(例如，光敏树脂)进行有效控温，控温组件131设置于容器11的外侧壁的位置要低于容器11内盛放光固化材料时的液面。

另外，在Z轴方向上，设置于容器11的外侧壁上的控温组件131的高度也可作不同的变化。在某些实施例中，自容器的底部至低于光敏树脂液面的上部的各个外侧壁都设置控温组件。在某些实施例中，在容器的底部区域的各个外侧壁设置控温组件，例如，3D打印设备为底投影3D打印设备，这样，可确保位于底部的打印基准面所处区域的光敏树脂加热充分，有效增加光敏树脂的流动性。在某些实施例中，在容器的上部且低于光敏树脂液面的各个外侧壁设置控温组件，例如，3D打印设备为顶面投影或顶面曝光3D打印设备，这样，可确保位于顶部的打印基准面所处区域的光敏树脂加热充分，有效增加光敏树脂的流动性。

当然，控温组件131的数量及设置方式仍可有其他的变化，例如，不同的控温组件可根据应用场合以相同或不同的设置方式设置于容器中不同位置的外侧壁上。

例如，在其他某些实施例中，所述容器控温装置包括至少两组控温组件，其中，至少两个控温组件131中的的一组控温组件可设置于容器的底部区域的各个外侧壁，至少两个控温组件131中的另一组控温组件可设置于容器的上部且低于光敏树脂液面的各个外侧壁。

关于控温组件，如前所述，控温组件可包括加热件。

在某些实施例中，所述加热件可包括加热膜，所述加热膜可敷设于容器11的外侧壁上。其中，所述加热膜是由电绝缘材料与封装其内的发热电阻材料组成的平面型发热元件，其工作时可将电能转化为热能，并将热能主要以辐射的形式向外传递。相较于传统的电加热装置，加热膜具有厚度薄、柔性好、占用空间小、电-热转换效率高、辐射热占比大、热均匀性和热舒适性好等优点。

在某些实施例中，所述加热件可包括加热槽以及设于所述加热槽内的加热棒，其中，所述加热槽和加热棒可以横向方式(沿X轴、Y轴)排列或者以纵向方式(沿Z轴)排列，所述加热棒可内置有电阻丝。

在某些实施例中，所述加热件可包括流通有加热流体的加热管，其中，所述加热管可以横向方式(沿X轴、Y轴)排列或者以纵向方式(沿Z轴)排列，所述加热流体包括但不限于酸碱液、化学试剂、水、油等。

关于控温组件，如前所述，控温组件可包括制冷件。

在某些实施例中，所述制冷件可包括半导体制冷结构。所述半导体制冷结构可例如为半导体制冷片。所述半导体制冷片是由半导体所组成的一种冷却装置，其利用半导体材料的珀耳帖Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。当应用半导体制冷片时，所述半导体制冷片的冷端接触容器内的光敏树脂或容器的外侧壁，所述半导体制冷片的冷端与空气接触。在某一实施例中，所述制冷件除半导体制冷片之外还包括散热鳍片和风扇，所述半导体制冷片的热端还可与散热鳍片接触，风扇可邻设于散热鳍片。

第一温度传感组件用于检测所述容器内的光固化材料的温度。在图1所示的实施例中，第一温度传感组件133设置在容器11的侧壁上，在本实施例中，所述侧壁既可以是内侧壁也可以是外侧壁，即，在某些实施方式中，第一温度传感组件133可设置在容器11的内侧壁上，在某些实施方式中，第一温度传感组件133可设置在容器11的外侧壁上。

另外，第一温度传感组件在容器的侧壁的位置与控温组件有关。在本实施例中，第一温度传感组件在容器的侧壁的位置与控温组件的位置及热传导特征相关。

以常见的呈长方体的容器11为例，其可例如为盛放光敏树脂的树脂槽，具有一槽底和与所述槽底连接的四个侧壁。容器11采用均匀材质制作，所述材质包括但不限于：玻璃、塑料、固态树脂、单一金属材质或合金材质等，其中，合金材质可例如为不锈钢等，另外，对于容器11而言，以某一侧壁为例，所述侧壁的壁厚(例如为2mm左右)相对于所述侧壁的表面积要小得多，因此，在实际应用中，可将容器的侧壁看作是单层平壁，如此，可将容器11的热传导简化为单层平壁的热传导。根据单层平壁的热传导特性，可通过监测温控组件处容器11内外壁的温度以及容器11的材质的导热系数，使用单层平壁的热传导公示，便可以求出容器的温度分布关系。

如前所述，第一温度传感组件在容器的侧壁的位置与控温组件的位置及热传导特征相关。在本实施例中，所述第一温度传感组件设置在所述容器的侧壁的位置是由所述控温组件的第二热力梯度区间、第一设置高度、以及第二设置高度所限定的。

请参阅图2，显示为图1中3D打印设备以一示例性实施例绘制的侧视图。在本实施例中，第一温度传感组件设置在所述容器的侧壁的位置是由所述控温组件的第二热力梯度区间、第一设置高度、以及第二设置高度所限定的，其中，所述第一设置高度高于所述第二设置高度，所述第一设置高度与所述控温组件的第一间距等于所述第一设置高度与所述控温组件的第二间距。

如图2所示，可将控温组件131看作一热源，简化地，可将温控组件131的中心作为热源中心。以温控组件131为热源的热辐射分布可以热源中心作星状辐射，因此，温控组件131的热辐射分布即以热源中心作为圆心向外辐射，如图2所示，其中，圆C1所涵盖的圆形区域即为温控组件131的第一热力梯度区间，圆C2与圆C1之间的环形区域即为温控组件131的第二热力梯度区间，当然，温控组件131的热辐射分布还可以有第三热力梯度区间、第四热力梯度区间等。

同时，在高度上还设定了第一设置高度和第二设置高度。如前所述，控温组件131设置于容器11的外侧壁的位置要低于容器11内盛放光固化材料时的液面。在本实施例中，第一设置高度可设定为高于控温组件131的中心且低于容器11内盛放光固化材料时的液面，例如，光固化材料的液面以下1厘米至3厘米。在图2所示的实施例中，将容器11盛放光固化材料时的液面以下的某高度作为第一设置高度H1。第二设置高度可设定为低于控温组件131的中心且与第一设置高度成对称关系，即，所述第一设置高度与所述控温组件的第一间距等于所述第一设置高度与所述控温组件的第二间距，在图2所示的实施例中，第一设置高度H1与控温组件131的中心的间距为第一间距Δh1，将口味组件131中心以下的某一高度作为第二设置高度H2，其中，第二设置高度H1与控温组件131的中心的间距为第二间距Δh2，所述第二间距Δh2等于第一间距Δh1。因此，第一温度传感组件133可在由控温组件131的第二热力梯度区间、第一设置高度H1、以及第二设置高度H2所限定的范围内设置于容器11的侧壁上，即，图2所示的相对控温组件131左右两侧的两个弧形区段内，如图2所示的阴影区域。当然，控温组件131的设置区域仍可作其他变化，例如，当温控组件131的热辐射分布还可以有第三热力梯度区间、第四热力梯度区间等时，在某些实施例中，也可将控温组件设置在所述容器的侧壁的位置是由所述控温组件的第三热力梯度区间(或第四热力梯度区间)、第一设置高度、以及第二设置高度所限定的，其中，所述第一设置高度高于所述第二设置高度，所述第一设置高度与所述控温组件的第一间距等于所述第一设置高度与所述控温组件的第二间距。

在某些实施方式中，温控组件131的中心区域可产生例如约50℃的热源，那么，温控组件131的第一热力梯度区间可例如为35℃至50℃，温控组件131的第二热力梯度区间可例如为25℃至35℃，设于容器11的侧壁上且位于第二热力梯度区间内的第一温度传感组件133即可根据自身检测到的温度以及根据前述将容器11作为单层平壁所得到的容器的温度分布关系，得到温控组件131的加热温度，进而得到容器11内盛放的光固化材料的温度。

第一温度传感组件133可例如为压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻或温差电偶等。在本实施例中，第一温度传感组件133的数量不限，可为一个或多个。

控制单元连接控温组件及第一温度传感组件，用于依据第一传感组件检测的温度来调节控温组件的工作状态。在图1所示的实施例中，控制单元135与控温组件131及第一温度传感组件133连接，以第一温度传感组件133包括加热件和制冷件为例，第一温度传感组件133中的加热件和制冷件都与控制单元135连接。

控制单元135与第一温度传感组件133电连接，用以接收第一温度传感组件133反馈的光敏树脂的温度，加热件和制冷件分别与控制单元135电连接，用以接收并执行控制单元135的指令。在实际应用中，通过第一温度传感组件133检测容器11内光敏树脂的温度，并将检测到的温度数据传送至控制单元135，控制单元135将接收到的温度数据与设定的数据进行比较。如果检测到的温度低于事先设定的温度阈值，则发出加热指令至加热件，加热件即开始工作，对容器11内的光敏树脂进行加热，使光敏树脂温度升高，达到设定温度后，控制单元135则切断加热件电源，保持恒温。如果温度高于事先设定的温度阈值，则通过控制单元135发出制冷指令至制冷件，制冷件即开始工作，对容器11内的光敏树脂进行冷却，使光敏树脂温度下降，达到设定温度后，控制单元135则切断制冷件电源，保持恒温。由上可知，在本实施例的3D打印设备中，通过控制单元135能根据第一温度传感组件133实时检测到的光敏树脂温度自动控制加热或冷却，能准确实现对光敏树脂的控温，减小了人为和环境的干扰。

另外，在本实施例的3D打印设备中，所述容器控温装置还可包括第二温度传感组件。

请参阅图3，显示为本申请根据以另一示例性实施例绘制的3D打印设备的结构示意图。在图3所示的实施例中，所述容器控温装置包括控温组件131、第一温度传感组件133、第二温度传感组件134以及控制单元135。其中，

温控组件可设于容器的至少两个外侧壁上。在某些实施例中，控温组件131可围设于容器11的至少两个外侧壁上，能直接对相应外侧壁内的光固化材料(例如，光敏树脂，以下均以光敏树脂为例进行说明)进行控温，可确保容器11内光敏树脂能得到均匀控温。

为了使得控温组件131能对容器11内的光固化材料(例如，光敏树脂)进行有效控温，控温组件131设置于容器11的外侧壁的位置要低于容器11内盛放光固化材料时的液面。

第一温度传感组件133设置在容器11的侧壁上，在本实施例中，所述侧壁既可以是内侧壁也可以是外侧壁。

另外，第一温度传感组件在容器的侧壁的位置与控温组件有关。在本实施例中，第一温度传感组件在容器的侧壁的位置与控温组件的位置及热传导特征相关。在本实施例中，所述第一温度传感组件设置在所述容器的侧壁的位置是由所述控温组件的第二热力梯度区间、第一设置高度、以及第二设置高度所限定的。关于第一温度传感组件在容器的侧壁的位置可参见前述结合图2的描述，在此不再赘述。

第二温度传感组件134与第一温度传感组件133具有预设距离，用于在容器11的其他位置检测容器11内的光敏树脂的温度。在某些实施例中，第二温度传感组件134的数量不限，可为一个或多个，第二温度传感组件134的设置位置不限。例如，在某些实施方式中，第二温度传感组件可设置于容器11内，例如容器11的中心区域、容器11的底部、容器11的上部，或者，在某些实施方式中，第二温度传感组件可设置于容器11的侧壁上但与第一温度传感组件具有预设距离的其他区域，即，所述侧壁的其他区域为侧壁中除了所述控温组件的第二热力梯度区间、第一设置高度、以及第二设置高度所限定的区域之外的其他区域。

通过第二温度传感组件和第一温度传感组件的配合，可更全面地检测容器11内光敏树脂在各个区域内的实时温度，为后续控制单元据此针对控温组件提供更周全的控温策略。

当然，本实施例中3D打印设备，所述容器控温装置还可包括用于搅拌光固化材料的搅拌机构。

在某些实施例中，所述3D打印设备为顶面投影或顶面曝光3D打印设备，则可在容器的底部设置搅拌机构。例如，所述搅拌机构包括搅拌电机和与搅拌电机连接的叶轮，搅拌电机固定于容器下方或侧部，叶轮位于容器内的中央区域。当应用搅拌机构时，搅拌电机带动叶轮旋转，搅拌容器11内的光敏树脂，加快光敏树脂的流动，使得光敏树脂各处的受热均衡。

在某些实施例中，所述3D打印设备为底投影3D打印设备，则可在容器的顶部设置搅拌机构。例如，所述搅拌机构包括搅拌电机和与搅拌电机连接的叶轮，搅拌电机固定于容器上方或侧部，叶轮位于容器内的中央区域。当应用搅拌机构时，搅拌电机带动叶轮旋转，搅拌容器11内的光敏树脂，加快光敏树脂的流动，使得光敏树脂各处的受热均衡。

本申请公开的3D打印设备的容器控温装置，包括控温组件、第一温度传感组件、以及控制单元，其中，所述控温组件设置于容器的外侧壁，用于加热或冷却容器内的光固化材料，第一温度传感组件设置在容器的侧壁且在容器的侧壁的位置与控温组件的位置及热传导特征相关，能够准确地检测到光固化材料的加热状况，并可令控制单元能根据检测结果调节控温组件的工作状态，确保光固化材料能处于较佳的作业状态。

本申请还提供一种3D打印设备包括：容器，用于盛放待固化的光固化材料以及如前各实施例中所述的容器控温装置。

本申请公开的3D打印设备还可包括构件板，在一些实施例中，所述构件板亦被称之为构件平台。在某些实施例中，容器内设有构件板，构件板下方设有平台升降机构。以所述3D打印设备为顶面投影或顶面曝光3D打印设备为例，当3D打印设备对容器内的光固化材料进行打印完成一固化图层时，平台升降机构带动构件板下降一预设高度作为下一个固化图层的厚度，并通过涂覆刮刀的运动以刮扫容器中的光固化材料，从而将构件板上的光固化材料涂平，使其厚度均匀，其中，构件板下降的预设高度可以为0.05毫米至0.15毫米。

在实施例中，所述构件板通过为Z轴驱动系统的平台升降机构驱动，所述Z轴驱动机构一般包括驱动单元和竖直移动单元，所述驱动单元用于驱动所述竖直移动单元，以便所述竖直移动单元带动构件平台升降移动。例如，所述驱动单元为驱动电机。所述驱动单元受控制指令控制。其中，所述控制指令包括：用于表示构件平台上升、下降或停止的方向性指令，甚至还可以包含转速/转速加速度、或扭矩/扭力等参数。如此有利于精确控制竖直移动单元的上升的距离，以实现Z轴的精准调节。在此，所述竖直移动单元举例包括一端固定在所述构件平台上的固定杆，与固定杆的另一端固定的咬合式移动组件，其中，所述咬合式移动组件受驱动单元驱动以带动固定杆竖直移动，所述咬合式移动组件举例为由齿状结构咬合的限位移动组件，如齿条等。又如，所述竖直移动单元包括：丝杆和旋接所述丝杆的定位移动结构，其中所述丝杆的两端旋接于驱动单元，所述定位移动结构的外延端固定连接到构件平台上，该定位移动结构可为滚珠丝杠。应当理解，所述Z轴通常为竖直方向，即与水平方向相垂直的方向。

所述构件平台对应所述能量辐射装置的能量辐射方向设置，用于承载所形成的图案固化层。构件平台受3D打印设备中Z轴驱动机构的带动，沿Z轴方向移动以便于光固化材料填充到构件平台与打印基准面之间，使得3D打印设备中的能量辐射装置可通过能量辐射照射光固化材料，使得经照射的材料固化并累积的附着在所述构件平台上。为了精准的对每层固化层的照射能量进行控制，构件平台及所附着的已制造的3D物体部分需移动至与所述打印基准面之间间距最小值为待固化的固化层的层厚的位置。

综上所示，本申请公开一种3D打印设备的容器控温装置及3D打印设备，所述容器控温装置包括控温组件、第一温度传感组件、以及控制单元，其中，所述控温组件设置于容器的外侧壁，用于加热或冷却容器内的光固化材料，第一温度传感组件设置在容器的侧壁且在容器的侧壁的位置与控温组件的位置及热传导特征相关，能够准确地检测到光固化材料的加热状况，并可令控制单元能根据检测结果调节控温组件的工作状态，确保光固化材料能处于较佳的作业状态，保证成品零件的打印质量。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种3D打印设备的容器控温装置，所述3D打印设备具有用于盛放光固化材料的容器，其特征在于，所述容器控温装置包括：

控温组件，设置于所述容器的外侧壁，用于提供持续的温度以加热或冷却盛放于所述容器内的光固化材料；

第一温度传感组件，设置在所述容器的侧壁，用于检测所述容器内的光固化材料的温度；其中，所述第一温度传感组件在所述容器的侧壁的位置与所述控温组件的位置及热传导特征相关；

控制单元，连接所述控温组件及所述第一温度传感组件，用于依据所述第一温度传感组件检测的温度来调节所述控温组件的工作状态以将所述容器内的光固化材料保持在预设的温度范围。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备的容器控温装置，其特征在于，所述容器包括主腔体及与所述主腔体连通的副腔体，所述副腔体内设置有液位传感器。

3.根据权利要求1所述的3D打印设备的容器控温装置，其特征在于，所述第一温度传感组件设置在所述容器的侧壁的位置是由所述控温组件的第二热力梯度区间、第一设置高度、以及第二设置高度所限定的，其中，所述第一设置高度高于所述第二设置高度，所述第一设置高度与所述控温组件的第一间距等于所述第一设置高度与所述控温组件的第二间距。

4.根据权利要求3所述的3D打印设备的容器控温装置，其特征在于，所述第一设置高度低于所述容器盛放光固化材料时的液面。

5.根据权利要求1所述的3D打印设备的容器控温装置，其特征在于，所述控温组件设于所述容器的至少两个外侧壁。

6.根据权利要求1所述的3D打印设备的容器控温装置，其特征在于，所述控温组件包括加热件和/或制冷件。

7.根据权利要求6所述的3D打印设备的容器控温装置，其特征在于，所述加热件包括加热膜、电阻丝、或者流通有加热流体的加热管。

8.根据权利要求6所述的3D打印设备的容器控温装置，其特征在于，所述制冷件包括半导体制冷结构。

9.根据权利要求1所述的3D打印设备的容器控温装置，其特征在于，还包括与所述控制单元连接的第二温度传感组件，所述第二温度传感组件与第一温度传感组件具有预设距离。

10.根据权利要求1所述的3D打印设备的容器控温装置，其特征在于，还包括用于搅拌所述光固化材料的搅拌机构。

11.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

用于盛放光固化材料的容器；以及

如权利要求1至10中任一项所述的容器控温装置。

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