CN216182831U - 过滤装置、过滤机构及3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种过滤装置、过滤机构及3D打印设备，3D打印设备包括构件平台和容器，容器内盛放有打印材料，过滤装置包括：过滤部，在3D打印设备的打印作业中位于容器内底部，并在3D打印设备的过滤作业中过滤打印材料；安装框架，与构件平台之间可拆卸式连接，用以安装过滤部，并在过滤作业中连接于构件平台的状态下带动过滤部随构件平台运动，从而在过滤装置从容器底部上升的过程中完成对容器内打印材料的过滤。

Description

过滤装置、过滤机构及3D打印设备

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种过滤装置、过滤机构及3D打印设备。

背景技术

3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料、树脂等打印材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，在打印期间，其通过辐射能量使打印材料成型。然而在成型的过程中，受到多种因素影响，会使打印材料中出现残渣。例如，当打印过程中出现坏件、铲件时没有清理干净构件平台表面，3D打印设备的容器内的打印材料中就很容易出现残渣，这些残渣会影响打印的表面质量。为去除混悬在的打印材料中的残渣，在一些实施方式中会将容器内的所有打印材料抽出或倒出，经过滤后再导入容器内以供使用，这种方式需要将打印材料来回倾倒，耗时费力。

实用新型内容

鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请的目的在于提供一种过滤装置、过滤机构及3D打印设备，以期解决打印材料过滤中耗时费力等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请第一方面公开一种过滤装置，所述3D打印设备包括构件平台和容器，所述容器内盛放有打印材料，所述过滤装置包括：过滤部，在所述3D打印设备的打印作业中位于所述容器内底部，并在所述3D打印设备的过滤作业中过滤打印材料；安装框架，与所述构件平台之间可拆卸式连接，用以安装所述过滤部，并在过滤作业中连接于构件平台的状态下带动所述过滤部随构件平台运动。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述安装框架包括在第一方向上相对设置的两个第一连接部，所述两个第一连接部分别与所述构件平台两侧可拆卸式连接，从而在连接于构件平台的状态下可随构件平台运动。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述第一连接部为可折叠结构。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述第一连接部包括：在铰接部相铰接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆可绕所述铰接部相对和相向运动以形成所述可折叠结构。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述铰接部包括限位装置，用以限制所述第一连杆和第二连杆相向运动时的位置。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述安装框架包括：两个安装部，在第二方向上相对设置并分别与所述两个第一连接部连接，用以安装所述过滤部。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述第一连接部的两端分别通过转接部与所述安装部连接。

在本申请第一方面的某些实施方式中，所述安装部的下表面低于第一连接部的下表面，以使过滤部与第一连接部之间具有间隙。

本申请第二方面公开一种过滤机构，用于3D打印设备，所述3D打印设备包括容器，所述过滤机构包括：过滤装置，包括过滤部、以及用于安装所述过滤部的安装框架，其中，所述过滤部在所述3D打印设备的打印作业中位于所述容器内底部，并在所述3D打印设备的过滤作业中过滤打印材料；所述安装框架包括在第一方向上相对设置的两个第一连接部；构件平台，包括第二连接部，在打印作业中位于所述容器内，用以逐层累积附着固化层，以及在过滤作业中通过所述第二连接部与所述第一连接部实现可拆式连接以在与所述过滤机构的连接状态下带动所述过滤机构运动。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述第一连接部为可折叠结构。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述第一连接部包括：在铰接部相铰接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆可绕所述铰接部相对和相向运动以形成所述可折叠结构。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述铰接部包括限位装置，用以限制所述第一连杆和第二连杆相向运动时的位置。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述安装框架包括：两个安装部，在第二方向上相对设置并分别与所述两个第一连接部连接，用以安装所述过滤部。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述第一连接部的两端分别通过转接部与所述安装部连接。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述安装部的下表面低于第一连接部的下表面，以使过滤部与第一连接部之间具有间隙。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述第二连接部位于构件平台第一方向上的相对两侧，所述第二连接部在底部受力时可相对于构件平台旋转并在所述受力撤销时复位。

在本申请第二方面的某些实施方式中，所述构件平台上设有限位部，用以限制所述第二连接部相对于所述构件平台的旋转角度。

本申请第三方面公开一种3D打印设备，包括：容器，用于盛放待成型的打印材料；如本申请第一方面任一实施方式所述的过滤装置，在打印作业中位于所述容器内底部，用以在过滤作业中过滤所述容器内的打印材料；构件平台，包括第二连接部，所述构件平台在打印作业中位于所述容器内，用以逐层累积附着固化层，以及在过滤作业中通过所述第二连接部与所述过滤装置实现可拆式连接以在与所述过滤装置的连接状态下带动所述过滤装置运动；能量辐射系统，用于根据所接收的切片图像选择性固化打印材料以在所述构件平台上形成固化层；Z轴驱动机构，与所述构件平台相连，用于调整所述构件平台在Z轴方向上的高度，以在打印作业中调整所述构件平台至打印基准面的距离，以及在过滤作业中带动所述构件平台运动以使构件平台与过滤装置连接从而带动所述过滤装置运动；控制装置，与所述能量辐射系统以及所述Z轴驱动机构相连，用于在打印作业中控制所述能量辐射系统和Z轴驱动机构，以在所述构件平台上累积附着固化层得到相应的3D构件；以及在过滤作业中控制所述Z轴驱动机构运动，以通过构件平台带动过滤装置运动从而过滤所述容器内的打印材料。

在本申请第三方面的某些实施方式中，所述第二连接部位于构件平台第一方向上的相对两侧，所述第二连接部在底部受力时可相对于构件平台旋转并在所述受力撤销时复位。

在本申请第三方面的某些实施方式中，所述构件平台上设有限位部，用以限制所述第二连接部相对于所述构件平台的旋转角度。

在本申请第三方面的某些实施方式中，所述构件平台与第二连接部在第一方向上相加后的长度大于所述过滤装置在第一方向上的长度，且所述过滤装置在第一方向上的长度大于构件平台在第一方向上的长度，以使当所述过滤装置位于容器内时，在所述构件平台向下运动的过程中，所述第一连接部接触到第二连接部时对第二连接部施加作用力，以使第二连接部与第一连接部之间形成连接关系，并在构件平台上升的过程中带动过滤装置同步上升运动以过滤所述容器内的打印材料。

综上所述，本申请中的过滤装置、过滤机构及3D打印设备可通过构件平台与安装框架之间的配合，实现在过滤作业中利用构件平台的运动带动过滤装置运动，从而在过滤装置从容器底部上升的过程中完成对容器内打印材料的过滤。进一步地，安装框架可以被配置成可折叠结构，从而减少过滤装置在非使用状态下的占地面积，并便于操作人员将过滤装置从构件平台上取下。

附图说明

本申请所涉及的实用新型的具体特征如所附权利要求书所显示。通过参考下文中详细描述的示例性实施方式和附图能够更好地理解本申请所涉及实用新型的特点和优势。对附图简要说明书如下：

图1显示为本申请中的3D打印设备在一实施方式中的简易结构示意图；

图2显示为本申请中的过滤装置在一实施例中的结构示意图；

图3显示为本申请中的构件平台在一实施例中的结构示意图；

图4显示为本申请中的过滤装置在另一实施例中的结构示意图；

图5显示为本申请中的过滤装置在再一实施例中的结构示意图；

图6a、图6b显示为本申请中的过滤装置在又一实施例中的结构示意图；

图6c显示为本申请中的限位装置在折叠状态下于一实施例中的结构示意图；

图7显示为本申请中的3D打印设备在一实施例中的打印作业示意图；

图8a～图8c显示为本申请中的3D打印设备在一实施例中的过滤作业示意图。

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元件或参数与另一个元件或参数进行区分。例如，第一连接部可以被称作第二连接部，并且类似地，第二连接部可以被称作第一连接部，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一连接部和第二连接部均是在描述一个连接部，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连接部。相似的情况还包括第一连杆与第二连杆等。

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。

呈如背景技术中所述，3D打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料、树脂等打印材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在打印期间，其通过辐射能量使打印材料成型。在成型的过程中，受到种种因素影响，会使打印材料中出现残渣。

以光固化3D打印设备为例，在基于光固化成型的3D打印设备中，所述打印材料为光固化材料，光固化材料通常被置于树脂槽中，并在树脂槽中设有离型膜以利于在打印作业中固化层与树脂槽的分离。为保证打印过程中树脂槽内光固化材料的流动性，在一实施方式中会在3D打印设备的构件平台上开设若干通孔来增加光固化材料的流动性。然而，在打印过程中由于能量辐射系统辐射的能量会辐射至通孔内的光固化材料，使通孔内的光固化材料成型，该成型于通孔内的被固化的打印材料在打印过程中或取件时会掉落在树脂槽内或沉落在树脂槽内的底部，导致树脂槽内中产生光固化材料残渣，这些残渣如果不能被及时清除，将会在后续的打印过程中，会随机附着于零件的表面或内部，进而影响打印精度和质量。

在一些实施方式中，可采用将光固化材料从树脂槽中抽出或倒出，并在出口处增设滤网以对其进行过滤，在过滤后再将光固化材料倒回。但这种方式比较耗时，因此在很多情况下，在实际的打印过程中不到打坏件时通常不会执行过滤光固化材料的操作，由此影响了打印质量。

有鉴于此，本申请提供一种过滤装置、过滤机构及3D打印设备，从而可以方便快捷地对容器内的打印材料进行有效过滤。

应当理解，所述3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在打印时，首先对所述数字模型文件进行处理以实现向3D打印设备导入待打印的3D构件模型。在此，所述3D构件模型包括但不限于基于CAD构件的3D构件模型，其举例为STL文件，控制装置对导入的STL文件进行布局及切层处理。所述3D构件模型可通过数据接口或网络接口导入到控制装置中。所导入的3D构件模型中的实体部分可以为任意形状，例如，所述实体部分包括牙齿状、球状、房屋状、齿状、或带有预设结构的任意形状等。其中，所述预设结构包括但不限于以下至少一种：腔体结构、包含形状突变的结构、和对于实体部分中轮廓精度有预设要求的结构等。3D打印设备通过对光固化材料进行逐层曝光固化并累积各固化层的方式打印3D构件。

在一个示例性的实施例中，所述3D打印设备包括容器、过滤装置、能量辐射系统、构件平台、Z轴驱动机构以及控制装置。所述容器用于盛放待固化的打印材料，所述过滤装置在打印作业中位于所述容器内底部，所述能量辐射系统设置在所述容器顶部或底部一侧的预设位置，在打印作业中，所述能量辐射系统向位于所述容器内的打印基准面辐射能量，以固化位于打印基准面的待固化材料得到固化层。所述构件平台在打印作业中位于所述容器内，用于附着并承载所形成的固化层，以便经由所述固化层积累形成3D构件。所述Z轴驱动机构与所述构件平台连接，用于驱动所述构件平台在Z轴方向移动。所述控制装置与所述能量辐射系统以及所述Z轴驱动机构相连，用于在打印操作下控制所述能量辐射系统和Z轴驱动机构，以在所述构件平台上附着堆积固化层以得到相应的3D构件，所述构件平台包括第二连接部，该第二连接部可与所述过滤装置之间实现可拆卸式连接。在过滤作业中，所述构件平台可受Z轴驱动机构控制下降，并通过所述第二连接部与所述过滤装置实现连接，在构件平台与过滤装置的连接状态下，所述控制装置再令Z轴驱动机构驱动所述构件平台上升，从而带动所述过滤装置随构件平台一起上升以过滤所述容器内的打印材料。当过滤作业结束后，由于构件平台与过滤装置之间为可拆式结构，因此可通过第二连接部将过滤装置从构件平台上取下，此时可清洗该过滤装置后再放入容器内底部以继续工作，或者也可以更换洁净的过滤装置以继续工作。

应当理解，在本申请中所述3D打印设备可包括打印作业和过滤作业两种工作状态，所述打印作业即逐层固化打印材料以形成3D构件的过程，所述过滤作业即对容器内的打印材料进行过滤的过程。通常，过滤作业可在打印作业完成后进行，当然在一些实施例中所述过滤作业也可在打印作业前、甚至打印过程中需要过滤时、或任何其他希望对容器内打印材料进行过滤的时段进行。进一步地，当过滤作业在打印作业完成后进行时，可以是在将位于构件平台上的各3D构件取件后进行过滤，也可以是打印完但尚未取件的状态下进行过滤。

其中，所述3D打印设备根据能量辐射系统的设置位置分类，可以为顶面辐射成型的3D打印设备。在顶面辐射成型的3D打印设备中，能量源即能量辐射系统位于3D打印设备中容器的上方，并在打印过程中向容器内的打印材料辐射能量。具体地说，在所述3D打印设备为顶面辐射成型的3D打印设备的实施例中，能量辐射系统位于容器上方，打印基准面通常位于容器内光固化材料的液面上。在打印作业中，能量辐射系统向位于所述容器内的打印基准面辐射能量，以固化位于所述打印基准面上的待固化材料。在打印完一层后，Z轴驱动机构控制构件平台向下移动一个打印高度以在第一层固化层上继续打印。

应当理解，所述打印基准面是待成型材料的水平面，通常情况下，所述打印基准面位于所述容器中，打印基准面相距能量辐射系统中能量辐射装置的出射位置的距离是基于能量辐射装置的焦距确定的。在一些实施例中，例如在顶面辐射成型的3D打印设备中，所述打印基准面位于容器中盛放的光固化材料的液面上。

所述3D打印设备根据曝光原理分类又可分为点扫描成型和面曝光成型的打印设备，其中点扫描成型的打印设备举例包括但不限于激光光斑扫描的SLA(Stereolithography Apparatus，立体光固化成型)设备，面曝光成型的打印设备举例包括但不限于DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备、LCD(Liquid CrystalDisplay，液晶面光源固化，简称LCD)设备。

对于SLA打印设备来说，所述能量辐射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地调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控地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地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地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。

在DLP打印设备中，所述能量辐射装置举例包括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。

在LCD打印设备中，所述能量辐射装置为LCD液晶屏光源系统。所述LCD液晶屏光源系统包括位于所述容器上方的LCD液晶屏、在LCD液晶屏上方对正设置的光源。能量辐射装置中的控制芯片将待打印切片的分层图像通过LCD液晶屏投影到打印面，利用LCD液晶屏所提供的图案辐射面将容器中的待固化材料固化为相应的图案固化层。

在一个示例性的实施例中，请参阅图2，其显示为本申请中的过滤装置在一实施例中的结构示意图。如图所示，所述过滤装置6包括过滤部61和安装框架62。

安装框架62用以安装所述过滤部61，安装框架62与构件平台(未予以图示)之间为可拆卸式连接。在打印作业中，所述过滤装置6位于3D打印设备容器内底部，在过滤作业中，当构件平台向下运动并与过滤装置接触时，所述过滤装置6与构件平台之间形成连接关系，当构件平台上升时，带动过滤装置一起上升，从而利用过滤部61对容器内的打印材料进行过滤。在过滤完成后，可通过可拆卸结构分离所述构件平台与过滤装置，以便对过滤装置上的残渣进行清理、清洗等操作。

在一实施例中，所述过滤部可以为网状结构，以利用网眼过滤容器内的打印材料。所述过滤部的材质可根据实际需求而配置，例如基于安装框架的结构、成本等考虑设计成柔性材质、塑料材质、金属材质等。

在一个示例性的实施例中，所述安装框架与构件平台之间设有相对应的连接结构以实现可拆式连接。

在可能的实施方式中，所述安装框架包括在第一方向上相对设置的两个第一连接部，所述两个第一连接部分别与所述构件平台两侧可拆卸式连接，从而在连接于构件平台的状态下可随构件平台运动。

在此，定义所述第一方向为过滤装置和构件平台的长度方向，第二方向为过滤装置和构件平台的非长度方向。在图2的示例中，方向a即为第一方向，方向b即为第二方向。因此，在图2的示例中，所述第一方向上相对的两侧即指过滤装置的两条短边，所述第二方向上相对的两侧即指过滤装置的两条长边，所述两个第一连接部621分别位于两条短边上。

在一实施例中，所述可拆卸式连接可以为磁吸式连接。例如，在构件平台的侧边与安装框架的对应位置处设置有对应相吸的磁铁，从而当构件平台接近或触碰到安装框架时，通过磁铁相吸而互相连接，该方式可适用于打印面积较小的打印设备中，以使磁铁的吸力能够负荷过滤装置的重量以及过滤作业中提升过滤装置时打印材料产生的阻力。又如，在所述构件平台或过滤装置的其中一者中设有电磁线圈，另一者中为金属材质，从而在过滤作业中对电磁线圈进行通电，并在过滤完之后取消通电以将构件平台与过滤装置分离。

在另一实施例中，所述第一连接部为杆状结构，所述构件平台上设有能够可拆卸式地连接于该杆状结构的第二连接部。所述第二连接部位于构件平台第一方向上的相对两侧，所述第二连接部在底部受力时可相对于构件平台旋转并在所述受力撤销时复位。

在此，所述第二连接部设置于所述构件平台的两侧，每侧的第二连接部的数量可根据实际需求而被配置，可以每侧各设置一个，也可以每侧各设置2个、3个或更多个。所述第二连接部具有一旋转部，在所述构件平台的本体两侧分别形成有或设有用以连接该旋转部的第三连接部，第三连接部与第二连接部的数量和位置构成一一对应关系，在各第三连接部上开设有能够使旋转部绕其旋转的轴孔，由此当各旋转部在底部受力时可相对于各自对应的第三连接部旋转，由此实现绕构件平台的本体旋转。

在某些实施例中，所述构件平台上还设有限位部，用以限制所述第二连接部相对于所述构件平台的旋转角度。

在此，所述限位部可以是形成于构件平台上并位于第二连接部的下方，例如，在构件平台上具有第三连接部的实施例中，所述限位部可以位于第三连接部底部。限位部的存在可令第二连接部的外侧不可向下旋动，以避免当过滤装置位于其上时对其施加向下作用力而导致第二连接部旋转使过滤装置脱落。当然，在一些实施例中当第二连接部自身的结构可限制其只能在一定的角度内旋转时，也可以不设置限位部。

在某些实施方式中，为进一步保证过滤作业中构件平台与过滤装置之间的配合，所述构件平台与第二连接部在第一方向上相加后的长度大于所述过滤装置在第一方向上的长度，且所述过滤装置在第一方向上的长度大于构件平台在第一方向上的长度。当所述过滤装置位于容器内时，在所述构件平台向下运动的过程中，由于在第一方向上过滤装置的长度小于构件平台与第二连接部相加后的长度，因此第二连接部会触碰到过滤装置的安装框架，所述安装框架的第一连接部接触到第二连接部时对第二连接部施加作用力。在构件平台继续下降的过程中，由于在第一方向上构件平台的长度小于过滤装置的长度，因此，构件平台可进一步向下运动直到位于安装框架下方。此时第二连接部由于失去第一连接部对其施加的作用力，因而恢复初始位置，在第二连接部的初始位置下构件平台与第二连接部相加后的长度大于过滤装置的长度，因此使得第二连接部与第一连接部之间因长度差而形成配合连接关系，即过滤装置的安装框架位于第二连接部的上表面，以在构件平台上升的过程中带动过滤装置同步上升运动以过滤所述容器内的打印材料。

请参阅图3，其显示为本申请中的构件平台在一实施例中的结构示意图。如图所示，所述构件平台13在第一方向a上的相对两侧均分别具有两个第三连接部132，各第三连接部132均分别对应设有一第二连接部131，第二连接部131包括一旋转部1311，第三连接部132上开设有可令所述旋转部1311绕其旋转的轴孔，当旋转部1311在底部受力时可绕第三连接部132旋转。

在过滤作业中，Z轴驱动机构带动构件平台下降后，当构件平台两侧的第二连接部接触到位于容器底部的过滤装置的安装框架时，第二连接部相对于构件平台本体旋转，使构件平台能够进一步向下运动至安装框架下方，当构件平台位于安装框架下方时，安装框架对第二连接部不再施力，第二连接部复位至初始位置，此时安装框架抵靠在第二连接部上表面，由此可通过Z轴驱动机构带动构件平台上升而使过滤装置随之运动，并在上升运动过程中过滤容器内的打印材料。进一步地，在所述第三连接部的底部还具有限位部133，在上升过程中如果过滤装置的重量及打印材料的阻力使得对第二连接部产生能够使其发生旋转的作用力时，限位部133可有效防止第二连接部的外侧产生向下的旋转运动，即第二连接部的外侧只能向上运动而不能向下运动，从而有效防止过滤装置从构件平台上脱落。

在其他的可能的实施方式中，所述第二连接部也可位于构件平台第二方向上的两侧，在这些实施例中将过滤装置安装框架的结构也相应调整即可。例如，请参阅图4，其显示为本申请中的过滤装置在另一实施例中的结构示意图。在本实施例中，由于构件平台上的第二连接部位于第二方向上的两侧，故过滤装置6上对应的第一连接部621亦位于安装框架第二方向上的两侧。

应当理解，虽然在上述实施例中以安装框架为杆状结构、构件平台上设有第二连接部为例，但在实际的应用中，也可以为其他结构，只要能够实现构件平台与过滤装置之间的可拆式连接即可，例如将第二连接部配置在安装框架上，并在构件平台上设置杆状结构；另外，所述第二连接部也可以为其他可与第一连接部实现可拆式连接的结构，例如第二连接部还可以是弹簧钩结构，弹簧钩的卡口部可在受力时向内运动以与弹簧钩本体之间形成空隙使被钩物得以进入，并在受力撤销时复位从而保持被钩物与弹簧钩的连接，由此当卡口部接触安装框架的杆体时可使杆体与弹簧钩之间保持连接关系，在使用后也易于取出，类似的结构变体不尽其数，本领域技术人员在理解了本申请的发明思想后可利用各种可拆卸式结构实现构件平台与过滤装置之间的可拆式连接，在此不予以赘述。

在一些实施方式中，为便于构件平台能够向下运动直到位于安装框架下方，所述过滤部可以有一定的尺寸余量，或者为柔性、弹性材质等，以为构件平台预留出空间。

在另一些实施方式中，所述安装框架可包括用以安装过滤部的安装部。

所述安装部位于所述安装框架中与第一连接部设置方向不同的相对的两侧，即当第一连接部位于长度方向的两侧时，安装部位于非长度方向的两侧；当第一连接部位于非长度方向的两侧时，安装部位于长度方向的两侧。并且，所述第一连接部与安装部之间相连接。

其中，第一连接部可以通过一体式的方式与安装部连接，例如焊接等。或者，所述第一连接部也可以通过转接部与所述安装部连接。

在一实施例中，为预留出构件平台的卡接位置，以便能在过滤作业中带动过滤装置运动，所述安装部的下表面可低于第一连接部的下表面，以使过滤部与第一连接部之间具有间隙。当构件平台下降至第一连接部下方时，可位于该间隙处，从而在保证能够将过滤装置提起的同时，不会对过滤部产生影响。

请参阅图5，其显示为本申请中的过滤装置在再一实施例中的结构示意图。如图所示，所述过滤装置6包括过滤部61和安装框架62，安装框架62进一步包括在长度方向上相对设置的第一连接部621和非长度方向上相对设置的安装部622。所述第一连接部的两端与相邻的安装部两端通过转接部6214连接以形成一近似矩形的结构。

所述过滤部61两侧安装于安装部622的下表面，在此，所述过滤部可以通过套接、粘结等与过滤部连接。所述安装部622的高度设置使得过滤部61与第一连接部621之间产生间隙，以便为构件平台留出空间。

在一个示例性的实施例中，所述过滤装置可以被配置成可折叠结构，由此可减少在非使用期间的占用面积，并便于操作人员将过滤装置从构件平台上取下。例如，对于一些成型面较大的打印设备，由于其树脂槽即容器的尺寸较大，因此过滤装置的体积也会较大。由于在一些实施方式中会为一台打印设备配置多个过滤装置，因此这些非使用状态下的过滤装置即可借由可折叠的结构节省占地面积。

其中，可折叠结构可被配置在第一连接部上，也可被配置在安装部上。

在一实施例中，所述第一连接部为可折叠结构。

在可能的实施方式中，所述第一连接部包括第一连杆、第二连杆、以及铰接部，所述第一连杆和第二连杆在所述铰接部相铰接，从而可绕所述铰接部相对和相向运动以构成所述可折叠结构。

应当理解，所述相向运动包括互相朝远离对方的方向行进，所述相对运动包括互相朝靠近对方的方向行进。

在一些实施例中，为避免过滤装置展开时第一连杆和第二连杆发生转动，所述铰接部还包括限位装置，从而限制所述第一连杆和第二连杆在相向运动时的位置，而不影响两者的相对运动。在可能的实施方式中，所述限位装置包括：在第一连杆和第二连杆靠近铰接部的位置处均设有一位置保持块，在过滤装置的展开状态下，两个位置保持块的上表面齐平，两个位置保持块的其中一个下表面在靠近铰接部处具有一弧面以提供旋转条件，从而使得第一连杆和第二连杆可相对折叠并在展开状态下时无法再相向运动。

请参阅图6a、图6b，其显示为本申请中的过滤装置在又一实施例中的结构示意图。如图所示，所述第一连接部621包括第一连杆6211、第二连杆6212、以及铰接部6213，所述第一连杆6211与第二连杆6212之间通过铰接部6213相铰接，从而可如图6b所示状态绕铰接部6213折叠。并且，由于铰接部6213还包括一限位装置6215，因此可限制第一连杆和第二连杆在相向运动时的最大角度(即两者之间的夹角)为180°。

请参阅图6c，其显示为本申请中的限位装置在折叠状态下于一实施例中的结构示意图，如图所示，所述限位装置包括两个位置保持块6215，分别位于第一连杆和第二连杆靠近铰接部的位置处，在过滤装置的展开状态下，两个位置保持块的上表面齐平，第二连杆6212上的位置保持块下表面在靠近铰接部处具有一弧面以提供旋转条件，从而使得第一连杆和第二连杆可相对折叠并在展开状态下时无法再相向运动。

应当理解，本申请中的过滤装置在实际的产品形态中并非一定是单独存在，由于其可以与构件平台配套使用，因此本申请还提供一种过滤机构，所述过滤机构包括前述实施例中所涉及的过滤装置以及构件平台，例如如前述图2～图6c各对应的实施例中所对应的过滤装置和构件平台，故在此不再予以重述。

所述过滤机构可通过构件平台与安装框架之间的配合，实现在3D打印设备的过滤作业中利用构件平台的运动带动过滤装置运动，从而在过滤装置从容器底部上升的过程中完成对容器内打印材料的过滤，无需通过人工提起过滤装置，方便快捷。

此外，本申请还提供一种包括上述过滤装置的3D打印设备。

在一个示例性的实施例中，以底面曝光的打印设备为例，请参阅图1，其显示为本申请中的3D打印设备在一实施方式中的简易结构示意图。如图所示，所述3D打印设备包括机架(未予以图示)、容器12、构件平台13、Z轴驱动机构14、过滤装置16、能量辐射系统11、以及控制装置15。

其中，所述机架用于承载所述容器12、Z轴驱动机构14、以及能量辐射系统11。

所述容器12用于盛放光固化材料，所述光固化材料包括任何易于光固化的液态材料或粉末材料，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。所述容器的材质包括但不限于：玻璃、塑料、树脂等。其中，所述容器12的容量视3D打印设备的类型或3D打印设备中能量辐射装置的整体幅面而定。在一些情况下，所述容器也可以被称为树脂槽。所述容器可以是整体透明或仅容器底透明，例如，所述容器为玻璃容器，且容器壁贴设吸光纸(如黑色薄膜、或黑色纸等)，以便减少在投影期间由于光散射对光固化材料的固化干扰。在打印作业中，所述过滤装置16位于容器12内。

在一个示例性的实施例中，所述3D打印设备中的Z轴驱动机构14用于连接所述构件平台13。在基于顶曝光的打印设备中，所述Z轴驱动机构14用于受控地沿Z轴方向移动调整所述构件平台13的位置以将构件平台13的上表面与容器内打印材料的液面之间构成打印基准面。所述构件平台13用于附着经照射打印基准面上的光固化材料以固化形成图案固化层。在过滤作业中，Z轴驱动机构14控制构件平台13下降至容器内靠近或抵达底部位置以使构件平台与过滤装置形成连接关系，并控制构件平台13上升以同时提拉过滤装置，从而对容器内的打印材料进行过滤。

所述Z轴驱动机构14包括驱动单元和Z轴移动单元，所述驱动单元用于驱动所述Z轴移动单元，以便所述Z轴移动单元带动构件平台13沿Z轴轴向移动。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13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Z轴移动单元的上升的距离，以实现Z轴的精准调节。在此，所述Z轴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沿Z轴轴向移动，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Z轴移动单元包括：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13上，该定位移动结构可例如为滚珠丝杠。

所述构件平台13为用以附着并承载所形成的固化层的部件。其中，所述构件平台用于附着并承载所形成的横截层，构件平台上的横截层经逐层累积后形成三维物体。在某些实施例中，所述构件平台亦被称之为构件板。

所述过滤装置的结构已在前述各实施例中详述，例如图2～图6c各实施例中对应的结构，故在此不再予以赘述。

请继续参阅图1，所述控制装置15连接所述能量辐射系统11、以及所述Z轴驱动机构14，用于控制所述多个能量辐射系统11和Z轴驱动机构14，以在打印作业中在所述构件平台13上累积附着图案固化层以得到相应3D构件，并在过滤作业中利用构件平台与过滤装置的配合过滤容器内的打印材料。所述控制装置15为包含处理器的电子设备，例如，所述控制装置15为计算机设备、嵌入式设备、或集成有CPU的集成电路等。

例如，所述控制装置15包括：处理单元、存储单元和多个接口单元。各所述接口单元分别连接能量辐射系统11和Z轴驱动机构14等3D打印设备中独立封装且通过接口传输数据的装置。所述控制装置15还包括以下至少一种：提示装置、人机交互装置等。所述接口单元根据所连接的装置而确定其接口类型，其包括但不限于：通用串行接口、视频接口、工控接口等。

例如，所述接口单元包括：USB接口、HDMI接口和RS232接口，其中，USB接口和RS232接口均有多个，USB接口可连接人机交互装置等。所述存储单元用于存储3D打印设备打印所需要的文件。所述文件包括：CPU运行所需的程序文件和配置文件等。所述存储单元包含非易失性存储器和系统总线。所述非易失性存储器举例为固态硬盘或U盘等。所述系统总线用于将非易失性存储器与CPU连接在一起，其中，CPU可集成在存储单元中，或与存储单元分开封装并通过系统总线与非易失性存储器连接。所述处理单元包含：CPU或集成有CPU的芯片、可编程逻辑器件(FPGA)、和多核处理器中的至少一种。所述处理单元还包括内存、寄存器等用于临时存储数据的存储器。所述处理单元一方面成为控制各装置依时序执行的工控单元。例如，所述处理单元在控制Z轴驱动机构14将构件平台13移动至相距预设打印基准面的一间距位置后，向能量辐射系统11传递对应的分层图像，待能量辐射系统完成照射以将光固化材料图案化固化后，Z轴驱动机构14带动构件平台13调整并移动至相距预设打印基准面的一新的间距位置，重复上述曝光过程。在过滤作业中，处理单元控制Z轴驱动机构14带动构件平台13下降至容器内以与过滤装置实现连接，从而通过控制构件平台13的上升而使过滤装置同步运动以对容器内的打印材料进行过滤。

在一个示例性的实施例中，请参阅图7，其显示为本申请中的3D打印设备在一实施例中的打印作业示意图。在此，为清楚展示构件平台结构，故省略了3D打印设备其他部件，仅显示容器12和构件平台13。如图7所示，在打印作业中，所述构件平台13位于容器12内，以便在构件平台13上逐层累积固化层以形成3D构件。

所述构件平台的本体两侧分别形成有第三连接部132，各第三连接部132均分别对应设有一第二连接部131，所述第二连接部131包括一旋转部，第三连接部132上开设有可令所述旋转部绕其旋转的轴孔，当旋转部在底部受力时可绕第三连接部132旋转。进一步地，在所述第三连接部的底部还具有限位部，限位部的存在可令第二连接部的外侧不可向下旋动，以避免当过滤装置位于其上时对其施加向下作用力而导致第二连接部旋转使过滤装置脱落。

所述过滤装置包括过滤部和安装框架，所述安装框架包括用以与构件平台的第二连接部实现可拆式连接的第一连接部、以及用以安装过滤部的安装部。所述第一连接部包括第一连杆、第二连杆、以及铰接部，所述第一连杆和第二连杆在所述铰接部相铰接，从而可绕所述铰接部相对和相向运动以构成所述可折叠结构。所述过滤部采用柔性材质，以便于过滤装置折叠。所述铰接部还包括限位装置，从而限制所述第一连杆和第二连杆在相向运动时的位置，而不影响两者的相对运动。所述第一连接部通过转接部与所述安装部连接。所述安装部的下表面可低于第一连接部的下表面，以使过滤部与第一连接部在高度上具有间隙。

请参阅图8a～图8c，其显示为3D打印设备在一实施例中的过滤作业示意图。在过滤作业中，Z轴驱动机构控制构件平台下降，如图8a所示，在构件平台的下降过程中，构件平台两侧的第二连接部131接触到过滤装置两侧的第一连接部621后，对第二连接部施加作用以使第二连接部131的外侧向上运动从而绕构件平台本体产生旋转。在构件平台继续向下运动的过程中，第二连接部131逐渐脱开所述第一连接部621，当构件平台穿过所述第一连接部后，第二连接部旋转复位从而卡设于第一连接部下方，构件平台上的第二连接部与过滤装置之间建立连接关系，如图8b所示。然后，Z轴驱动系统控制所述构件平台上升，如图8c所示，从而利用构件平台带动过滤装置向上运动，以对容器12内的打印材料进行过滤。在此，由于限位部的存在，可避免当过滤装置位于其上时对其施加向下作用力而导致第二连接部旋转使过滤装置脱落。

3D打印设备可通过构件平台与安装框架之间的配合，实现在过滤作业中利用构件平台的运动带动过滤装置运动，从而在过滤装置从容器底部上升的过程中完成对容器内打印材料的过滤。无需通过人工提起过滤装置，可实现对容器内打印材料的快速过滤，提高生产效率。

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 (21)

1.一种过滤装置，其特征在于，用于3D打印设备，所述3D打印设备包括构件平台和容器，所述容器内盛放有打印材料，所述过滤装置包括：

过滤部，在所述3D打印设备的打印作业中位于所述容器内底部，并在所述3D打印设备的过滤作业中过滤打印材料；

安装框架，与所述构件平台之间可拆卸式连接，用以安装所述过滤部，并在过滤作业中连接于构件平台的状态下带动所述过滤部随构件平台运动。

2.根据权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述安装框架包括在第一方向上相对设置的两个第一连接部，所述两个第一连接部分别与所述构件平台两侧可拆卸式连接，从而在连接于构件平台的状态下可随构件平台运动。

3.根据权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述第一连接部为可折叠结构。

4.根据权利要求3所述的过滤装置，其特征在于，所述第一连接部包括：在铰接部相铰接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆可绕所述铰接部相对和相向运动以形成所述可折叠结构。

5.根据权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述铰接部包括限位装置，用以限制所述第一连杆和第二连杆相向运动时的位置。

6.根据权利要求2～5任一所述的过滤装置，其特征在于，所述安装框架包括：

两个安装部，在第二方向上相对设置并分别与所述两个第一连接部连接，用以安装所述过滤部。

7.根据权利要求6所述的过滤装置，其特征在于，所述第一连接部的两端分别通过转接部与所述安装部连接。

8.根据权利要求6所述的过滤装置，其特征在于，所述安装部的下表面低于第一连接部的下表面，以使过滤部与第一连接部之间具有间隙。

9.一种过滤机构，其特征在于，用于3D打印设备，所述3D打印设备包括容器，所述过滤机构包括：

过滤装置，包括过滤部、以及用于安装所述过滤部的安装框架，其中，所述过滤部在所述3D打印设备的打印作业中位于所述容器内底部，并在所述3D打印设备的过滤作业中过滤打印材料；所述安装框架包括在第一方向上相对设置的两个第一连接部；

构件平台，包括第二连接部，在打印作业中位于所述容器内，用以逐层累积附着固化层，以及在过滤作业中通过所述第二连接部与所述第一连接部实现可拆式连接以在与所述过滤机构的连接状态下带动所述过滤机构运动。

10.根据权利要求9所述的过滤机构，其特征在于，所述第一连接部为可折叠结构。

11.根据权利要求10所述的过滤机构，其特征在于，所述第一连接部包括：在铰接部相铰接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆可绕所述铰接部相对和相向运动以形成所述可折叠结构。

12.根据权利要求11所述的过滤机构，其特征在于，所述铰接部包括限位装置，用以限制所述第一连杆和第二连杆相向运动时的位置。

13.根据权利要求9～12任一所述的过滤机构，其特征在于，所述安装框架包括：

两个安装部，在第二方向上相对设置并分别与所述两个第一连接部连接，用以安装所述过滤部。

14.根据权利要求13所述的过滤机构，其特征在于，所述第一连接部的两端分别通过转接部与所述安装部连接。

15.根据权利要求13所述的过滤机构，其特征在于，所述安装部的下表面低于第一连接部的下表面，以使过滤部与第一连接部之间具有间隙。

16.根据权利要求9所述的过滤机构，其特征在于，所述第二连接部位于构件平台第一方向上的相对两侧，所述第二连接部在底部受力时可相对于构件平台旋转并在所述受力撤销时复位。

17.根据权利要求16所述的过滤机构，其特征在于，所述构件平台上设有限位部，用以限制所述第二连接部相对于所述构件平台的旋转角度。

18.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

容器，用于盛放待成型的打印材料；

如权利要求1～8任一所述的过滤装置，在打印作业中位于所述容器内底部，用以在过滤作业中过滤所述容器内的打印材料；

构件平台，包括第二连接部，所述构件平台在打印作业中位于所述容器内，用以逐层累积附着固化层，以及在过滤作业中通过所述第二连接部与所述过滤装置实现可拆式连接以在与所述过滤装置的连接状态下带动所述过滤装置运动；

能量辐射系统，用于根据所接收的切片图像选择性固化打印材料以在所述构件平台上形成固化层；

Z轴驱动机构，与所述构件平台相连，用于调整所述构件平台在Z轴方向上的高度，以在打印作业中调整所述构件平台至打印基准面的距离，以及在过滤作业中带动所述构件平台运动以使构件平台与过滤装置连接从而带动所述过滤装置运动；

控制装置，与所述能量辐射系统以及所述Z轴驱动机构相连，用于在打印作业中控制所述能量辐射系统和Z轴驱动机构，以在所述构件平台上累积附着固化层得到相应的3D构件；以及在过滤作业中控制所述Z轴驱动机构运动，以通过构件平台带动过滤装置运动从而过滤所述容器内的打印材料。

19.根据权利要求18所述的3D打印设备，其特征在于，所述第二连接部位于构件平台第一方向上的相对两侧，所述第二连接部在底部受力时可相对于构件平台旋转并在所述受力撤销时复位。

20.根据权利要求19所述的3D打印设备，其特征在于，所述构件平台上设有限位部，用以限制所述第二连接部相对于所述构件平台的旋转角度。

21.根据权利要求18所述的3D打印设备，其特征在于，所述构件平台与第二连接部在第一方向上相加后的长度大于所述过滤装置在第一方向上的长度，且所述过滤装置在第一方向上的长度大于构件平台在第一方向上的长度，以使当所述过滤装置位于容器内时，在所述构件平台向下运动的过程中，所述过滤装置中的第一连接部接触到第二连接部时对第二连接部施加作用力，以使第二连接部与第一连接部之间形成连接关系，并在构件平台上升的过程中带动过滤装置同步上升运动以过滤所述容器内的打印材料。

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