CN213675490U - 一种加液机构及3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加液机构及3D打印装置，其中加液机构包括：第一容器，用于盛装液态材料；加液通道，加液通道的一端直接或间接连接第一容器的出液端，加液通道的另一端用于连通料盘；循环通道，循环通道的一端直接或间接连接第一容器的出液端，循环通道的另一端连接第一容器的进液端。此加液机构，当料盘内的液态材料不足时，可通过加液通道对料盘进行加液，第一容器内的液态材料经加液通道输送至料盘，第一容器内的液态材料静置时间较长时，通过循环通道可循环输送液态材料，从而搅拌第一容器内的液态材料，避免液态材料产生沉淀，保证输送到料盘内的液态材料不会出现沉淀的问题，提高打印效果，此实用新型用于3D打印技术领域。

Description

一种加液机构及3D打印装置

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种加液机构及3D打印装置。

背景技术

光固化3D打印过程中，首先，料盘会盛装有光敏树脂，成型平台会靠近料盘底面并保持一定的距离，在成型平台和料盘底部之间限定出成型界面；随后，光源会对成型界面进行投光，使光敏树脂固化成一层薄薄的片材，该片材会附着在成型平台上；接着，成型平台与成型界面拉开一小段距离，已固化片材和料盘底部之间重新限定出成型界面，光敏树脂填充成型界面，然后在已固化片材的基础上再进行下一层片材的照射和固化。经过层层固化叠加之后，最终就形成一个完整的3D打印件。

现有的3D打印材料的加液方式，通过蠕动泵将树脂瓶中的光敏树脂抽至料盘，从而实现对料盘的加液操作。然而，树脂瓶中的树脂由于长期存放，会出现沉淀的问题，将沉淀后的树脂直接加入料盘中进行打印，会影响打印效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种加液机构及3D打印装置，能够避免光敏树脂沉淀，提高打印效果。

根据本实用新型的第一方面实施例，提供一种加液机构，包括：

第一容器，用于盛装液态材料，所述第一容器具有进液端和出液端；

加液通道，所述加液通道的一端直接或间接连接所述出液端，所述加液通道的另一端用于连通料盘；

循环通道，所述循环通道的一端直接或间接连接所述出液端，所述循环通道的另一端连接所述进液端；以及

驱动模块，用于选择性输送所述第一容器内的液态材料至所述加液通道和/或循环通道，以对料盘进行加液或者循环搅拌所述第一容器内的液态材料。

上述的加液机构至少具有以下有益效果：当料盘内的液态材料不足时，可通过加液通道对料盘进行加液，第一容器内的液态材料经加液通道输送至料盘，第一容器内的液态材料静置时间较长时，通过循环通道可循环输送液态材料，从而搅拌第一容器内的液态材料，避免液态材料产生沉淀，保证输送到料盘内的液态材料不会出现沉淀的问题，提高打印效果。

根据本实用新型第一方面实施例所述的加液机构，所述驱动模块包括第一动力泵和换向阀，所述换向阀具有第一出液口和第二出液口，所述出液端连接所述第一动力泵，所述第一动力泵连接所述换向阀，所述第一出液口连接所述加液通道，所述第二出液口连接所述循环通道。

根据本实用新型第一方面实施例所述的加液机构，所述驱动模块包括第一动力泵和第二动力泵，所述出液端连接所述第一动力泵和所述第二动力泵，所述第一动力泵连接所述加液通道，所述第二动力泵连接所述循环通道。

根据本实用新型第一方面实施例所述的加液机构，所述加液机构还包括控制模块和液位传感器，所述控制模块用于控制所述驱动模块，所述液位传感器用于检测料盘内液态材料的液面高度，所述控制模块电连接所述液位传感器。

根据本实用新型第一方面实施例所述的加液机构，所述液位传感器采用非接触式的电容式液位传感器。

根据本实用新型第一方面实施例所述的加液机构，所述加液机构还包括加液头，所述加液头包括排液嘴和密封件，所述加液通道连接所述排液嘴，所述密封件用于选择性密封所述排液嘴。

根据本实用新型第一方面实施例所述的加液机构，所述加液头还包括壳体，所述排液嘴固定在所述壳体上，所述密封件与所述壳体转动连接，所述密封件上设有密封盖，所述密封件可旋转带动所述密封盖密封所述排液嘴。

根据本实用新型第一方面实施例所述的加液机构，所述密封件与所述壳体转动连接形成有转动中心，所述密封盖设置在所述密封件上转动中心的一侧，所述密封件上转动中心的另一侧设有重锤，所述重锤可带动所述密封件旋转，使所述密封盖密封所述排液嘴。

根据本实用新型第一方面实施例所述的加液机构，所述密封件具有触碰部，所述触碰部用于与料盘接触，以使所述密封件反向旋转带动所述密封盖脱离所述排液嘴。

根据本实用新型第一方面实施例所述的加液机构，所述加液机构还包括加热模块，所述加热模块用于对液态材料进行加热。

根据本实用新型的第二方面实施例，提供一种3D打印装置，包括上述的加液机构。

上述的3D打印装置至少具有以下有益效果：通过上述的加液机构实现对料盘的加液以及第一容器内的液态材料的循环搅拌，保证输送到料盘内的液态材料不会出现沉淀的问题，提高打印效果。

根据本实用新型第二方面实施例所述的3D打印装置，所述3D打印装置还包括称重传感器，所述称重传感器用于检测所述第一容器的重量。

根据本实用新型第二方面实施例所述的3D打印装置，所述3D打印装置还包括读取器，所述第一容器上设有标识信息载体，所述读取器用于读取所述标识信息载体储存的标识信息。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型实施例具有一个动力泵的加液机构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例具有两个动力泵的加液机构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例加液头的结构示意图；

图4是本实用新型实施例3D打印装置的结构示意图；

图5是图4中A部分的放大结构示意图；

图6是本实用新型实施例取出料盘后密封件密封排液嘴的结构示意图；

图7是本实用新型实施例有加热模块的加液机构的结构示意图；

图8是本实用新型实施例上投影式的3D打印装置的结构示意图；

附图标记：料盘10、第一容器20、进液端21、出液端22、第一动力泵30、第二动力泵40、换向阀50、加液通道60、循环通道70、控制模块80、液位传感器81、加液头90、排液嘴91、密封件92、壳体93、密封盖94、重锤95、触碰部96、转动中心97、机架100、隔离玻璃110、光源200、成型平台300、升降机构400、加热模块500、加液机构600、放置架700、读取器800、标识信息载体900。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或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，而不是指示或暗示所指的装置或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，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1和图2，本实用新型实施例提供一种加液机构，包括：第一容器20，用于盛装液态材料，第一容器20具有进液端21和出液端22；加液通道60，加液通道60的一端直接或间接连接第一容器20的出液端22，加液通道60的另一端用于连通料盘10；循环通道70，循环通道70的一端直接或间接连接第一容器20的出液端22，循环通道70的另一端连接第一容器20的进液端21；以及驱动模块，用于选择性输送第一容器20内的液态材料至加液通道60和/或循环通道70，以对料盘10进行加液或者循环搅拌第一容器20内的液态材料。

本实施例的加液机构，当料盘10内的液态材料不足时，可通过加液通道60对料盘10进行加液，第一容器20内的液态材料经加液通道60输送至料盘10，第一容器20内的液态材料静置时间较长时，通过循环通道70可循环输送液态材料，从而搅拌第一容器20内的液态材料，避免液态材料产生沉淀，保证输送到料盘10内的液态材料不会出现沉淀的问题，提高打印效果。

在本实施例中液态材料为光敏树脂。

可以理解的是，驱动模块提供输送液态材料的动力，其可以采用不同的结构。

参照图1，在其中一些实施例中，驱动模块包括第一动力泵30和换向阀50，换向阀50具有第一出液口和第二出液口，第一容器20的出液端22连接第一动力泵30，第一动力泵30连接换向阀50，换向阀50的第一出液口连接加液通道60，第二出液口连接循环通道70。具体地，换向阀50可以选自三通夹管阀、二位三通电磁阀等。第一出液口导通时，第一动力泵30可将第一容器20内的光敏树脂经加液通道60输送至料盘10；第二出液口导通时，第一动力泵30可将第一容器20内的光敏树脂经循环通道70进行循环输送，对光敏树脂进行搅拌。

换向阀50的第一出液口和第二出液口不同时导通，即加液操作和循环搅拌操作不同时进行。通过一个动力泵即可驱动两个通道，将动力泵效率最大化。

参照图2，在另外一些实施例中，驱动模块包括第一动力泵30和第二动力泵40，第一容器20的出液端22连接第一动力泵30和第二动力泵40，第一动力泵30连接加液通道60，第二动力泵40连接循环通道70。即设置两个动力泵，分别控制加液操作和循环搅拌操作，使得两者互不相斥。

具体地，动力泵可采用蠕动泵或隔膜泵等，实现较高精度的液体定量输送。

在一些实施例中，加液机构还包括控制模块80和液位传感器81，控制模块80用于控制驱动模块，液位传感器81用于检测料盘10内液态材料的液面高度，控制模块80分别电连接液位传感器81、动力泵和换向阀50。

参照图1，液位传感器81检测的料盘10液位信息传输至控制模块80，当料盘10液位较低时，控制模块80控制换向阀50的第一出液口导通，第一动力泵30从第一容器20内抽吸光敏树脂经加液通道60输送至料盘10；控制模块80计时，记录第一容器20内光敏树脂静置的时间，光敏树脂静置超过一定时间，控制模块80控制第二出液口导通，第一动力泵30从第一容器20内抽吸光敏树脂进行循环输送。

参照图2，当料盘10液位较低时，控制模块80控制第一动力泵30从第一容器20内抽吸光敏树脂经加液通道60输送至料盘10，第二动力泵40不工作；当第一容器20内的光敏树脂静置超过一定时间，控制模块80控制第二动力泵40从第一容器20内抽吸光敏树脂进行循环输送，第一动力泵30不工作。

在本实施例中，液位传感器81采用非接触式的电容式液位传感器，通过电容式液位传感器检测料盘液位，电容式液位传感器安装在料盘10的外壁上。现有的液位传感器81大多采用接触式的液位传感器(如浮子式液位传感器)，然而接触式的液位传感器需要浸入料盘10内，不仅会占用成型幅面面积，而且当料盘10需要拆装时，需要移动液位传感器的位置，这使得料盘10需要拆装十分不方便。此外，现有技术还会应用激光测距式液位传感器，并将液位传感器设置在液面上方，然而成型平台300在升降运动过程中有可能会与液位传感器干涉。本实施例采用非接触式的电容式液位传感器，避免占用料盘10内部的空间。

参照图3，在本实施例中，加液机构还包括加液头90，加液头90包括排液嘴91和密封件92，加液通道60连接排液嘴91，密封件92用于选择性密封排液嘴91。通过密封件92可密封排液嘴91，避免排液嘴91中残余的光敏树脂滴落。

在其中一些实施例中，具体地，加液头90还包括壳体93，排液嘴91固定在壳体93上，密封件92与壳体93转动连接，密封件92上设有密封盖94，密封件92可旋转带动密封盖94密封排液嘴91。采用旋转的形式控制密封件92的动作，其中，密封件92沿顺时针方向(S方向)旋转时，可带动密封盖94与排液嘴91接触，从而密封排液嘴91；密封件92沿逆时针方向反向(S方向的反方向)旋转时，可带动密封盖94与排液嘴91分离，排液嘴91可输出光敏树脂。

在一些实施例中，密封件92与壳体93转动连接形成有转动中心97，密封盖94设置在密封件92上转动中心97的一侧，密封件92上转动中心97的另一侧设有重锤95。密封件92相当于一个杠杆结构，重锤95具有一定的重力，无外力作用下，重锤95可带动密封件92旋转，使密封盖94密封排液嘴91。

在一些实施例中，密封件92具有触碰部96，触碰部96用于与料盘10接触，以使密封件92反向旋转带动密封盖94脱离排液嘴91。具体地，触碰部96为一具有一定面积的平面，便于与料盘10的侧壁接触。

参照图4和图5，当料盘10需要安装到打印机上时，料盘10的侧壁会与触碰部96接触，然后克服重锤95所造成的阻力，使密封件92沿逆时针方向反向旋转，进而使密封盖94与排液嘴91分离；料盘10安装完毕后，料盘10的侧壁始终与触碰部96接触，阻止密封件92沿顺时针方向旋转。

参照图6，当料盘10需要从打印机上拆卸下来时，料盘10的侧壁不再与触碰部96接触，在重锤95的重力作用下，密封件92沿顺时针方向旋转，最终密封盖94与排液嘴91接触配合，因此排液嘴91中的残余光敏树脂不会滴落到下方的隔离玻璃110上。

通过上述设计，当料盘10装入打印机后，密封盖94会与排液嘴91分开，光敏树脂可通过排液嘴91进入到料盘10中。当打印停止或结束后料盘10需要拆下时，尽管加液通道60会关闭，但是排液嘴91处还是会有残余树脂，为防止残余树脂滴落到隔离玻璃110上，本方案中添加了上述的可自动封闭排液嘴91的设计，即密封盖94会在重锤95重力作用下自动转动到和排液嘴91配合的位置。

可以理解的是，所述隔离玻璃110主要用于隔离打印仓和光源200，隔离灰尘或其他污染物，保护光源200。当然，隔离玻璃110也并不是一定需要配置的零部件，若打印机中没有隔离玻璃110，加液头90的设计能够阻止残余树脂滴落到光源200处。

可以理解的是，触碰部96不一定为平面结构，其还可以是一凸起的部件，只要能够实现与料盘10的接触并使密封件92反向旋转即可。

参照图7，在一些实施例中，加液机构还包括加热模块500，通过加热模块500对光敏树脂进行加热，提高光敏树脂的流动性。一方面，加热模块500可选择性地设置在第一容器20的放置架700上，隔着第一容器20对光敏树脂进行加热；另一方面，由于第一容器20不利于传热，可以在加液通道60和/或循环通道70上、或者换向阀50和第一容器20的出液端22之间的流道中设置加热模块500。具体地，加热模块500可采用PTC热敏电阻。

参照图4和图8，本实用新型实施例还提供一种3D打印装置，包括光源200、成型平台300，驱动成型平台300上下移动的升降机构400、料盘10、以及上述的加液机构600。所述3D打印装置为光固化3D打印装置，参照图8，一方面，光固化3D打印装置可以为上投影式的打印装置，光源200设置在料盘10上方；参照图4，另一方面，光固化3D打印装置可以为下投影式的打印装置，光源200设置在料盘10下方。具体地，光源200可以为DLP光源、LCD光源、激光光源等。

本实施例的3D打印装置，通过上述的加液机构实现对料盘10的加液以及第一容器20内的液态材料的循环搅拌，保证输送到料盘10内的液态材料不会出现沉淀的问题，提高打印效果。

在一些实施例中，3D打印装置还包括称重传感器，第一容器20通过设置在机架100上的放置架700承托，称重传感器设置在放置架700上，用于检测第一容器20的重量，从而监控第一容器20内光敏树脂的剩余量。

在其中一些实施例中，3D打印装置还包括读取器800，第一容器20上设有标识信息载体900，读取器800用于读取标识信息载体900储存的标识信息，读取器800可设置在放置架700上。具体地，标识信息载体900可以为二维码、条形码、字符码、RFID标签、NFC标签或其他ID芯片，读取器800可以根据标识信息载体900的类型配套地设置为扫码器、阅读器、摄像头等。读取器800可通过标识信息载体900获得标识信息，所述标识信息可包括光敏树脂类型、生产日期、使用记录、光敏树脂剩余量等。读取器800可以增设写入功能，对上述标识信息进行更新。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (13)

1.一种加液机构，其特征在于，包括：

第一容器，用于盛装液态材料，所述第一容器具有进液端和出液端；

加液通道，所述加液通道的一端直接或间接连接所述出液端，所述加液通道的另一端用于连通料盘；

循环通道，所述循环通道的一端直接或间接连接所述出液端，所述循环通道的另一端连接所述进液端；以及

驱动模块，用于选择性输送所述第一容器内的液态材料至所述加液通道和/或循环通道，以对料盘进行加液或者循环搅拌所述第一容器内的液态材料。

2.根据权利要求1所述的加液机构，其特征在于：所述驱动模块包括第一动力泵和换向阀，所述换向阀具有第一出液口和第二出液口，所述出液端连接所述第一动力泵，所述第一动力泵连接所述换向阀，所述第一出液口连接所述加液通道，所述第二出液口连接所述循环通道。

3.根据权利要求1所述的加液机构，其特征在于：所述驱动模块包括第一动力泵和第二动力泵，所述出液端连接所述第一动力泵和所述第二动力泵，所述第一动力泵连接所述加液通道，所述第二动力泵连接所述循环通道。

4.根据权利要求1所述的加液机构，其特征在于：所述加液机构还包括控制模块和液位传感器，所述控制模块用于控制所述驱动模块，所述液位传感器用于检测料盘内液态材料的液面高度，所述控制模块电连接所述液位传感器。

5.根据权利要求4所述的加液机构，其特征在于：所述液位传感器采用非接触式的电容式液位传感器。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的加液机构，其特征在于：所述加液机构还包括加液头，所述加液头包括排液嘴和密封件，所述加液通道连接所述排液嘴，所述密封件用于选择性密封所述排液嘴。

7.根据权利要求6所述的加液机构，其特征在于：所述加液头还包括壳体，所述排液嘴固定在所述壳体上，所述密封件与所述壳体转动连接，所述密封件上设有密封盖，所述密封件可旋转带动所述密封盖密封所述排液嘴。

8.根据权利要求7所述的加液机构，其特征在于：所述密封件与所述壳体转动连接形成有转动中心，所述密封盖设置在所述密封件上转动中心的一侧，所述密封件上转动中心的另一侧设有重锤，所述重锤可带动所述密封件旋转，使所述密封盖密封所述排液嘴。

9.根据权利要求7所述的加液机构，其特征在于：所述密封件具有触碰部，所述触碰部用于与料盘接触，以使所述密封件反向旋转带动所述密封盖脱离所述排液嘴。

10.根据权利要求1所述的加液机构，其特征在于：所述加液机构还包括加热模块，所述加热模块用于对液态材料进行加热。

11.一种3D打印装置，其特征在于，包括权利要求1至10中任意一项所述的加液机构。

12.根据权利要求11所述的3D打印装置，其特征在于：所述3D打印装置还包括称重传感器，所述称重传感器用于检测所述第一容器的重量。

13.根据权利要求11或12所述的3D打印装置，其特征在于：所述3D打印装置还包括读取器，所述第一容器上设有标识信息载体，所述读取器用于读取所述标识信息载体储存的标识信息。

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