CN216443068U - 一种基于光固化3d打印机的自动补液及回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，包括树脂槽、刮板、超声波测距模块和储液装置；树脂槽上设置有补液孔和回收孔，储液装置上通过软管连接有蠕动泵，蠕动泵通过软管与电磁换向阀连接，电磁换向阀上连接有补液电动阀和回收液电动阀，补液电动阀通过软管与补液孔连接，回收液电动阀通过软管与回收孔连接；机壳的一侧内部安装有直线导轨和滑块，刮板与滑块连接，机壳上安装有用于使滑块沿直线导轨进行移动的驱动机构。本实用新型结构设计合理，自动化程度高，能在3D打印过程中动态保持树脂槽内树脂液位高度，避免由于树脂不足或液位波动较大导致的打印失败，避免了操作人员与残余液态树脂的直接接触。

Description

一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置

技术领域

本实用新型属于光固化3D打印技术领域，具体涉及一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置。

背景技术

光固化是增材制造技术领域最受欢迎和最为普遍的技术之一，其工作原理是通过一定波段和功率的光源照射光敏树脂，使其发生光化学反应由液态变为固态，并且该反应过程不可逆，具有快速成型优势的同时也拥有较高的精度。但现有的光固化打印设备在打印过程中常常由于零件尺寸过大、树脂槽内光敏树脂不足且无法在打印过程中补液导致打印失败，无法保证打印过程的稳定性，增加了制造过程中的经济和时间成本。同时，现有的设备在打印完成后需要人工清理或回收树脂槽内剩余的液态光敏树脂，由于液态光敏树脂含有微量毒性且尚不符合食品安全标准，无法保证设备操作人员的身体健康安全。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其结构设计合理，自动化程度高，能在3D打印过程中动态保持树脂槽内树脂液位高度，从而避免由于树脂不足或液位波动较大导致的打印失败，整个过程高效迅速且精确度较高，通过蠕动泵将残余树脂收入储液装置以便下次使用，节省了大量时间、避免了操作人员与残余液态树脂的直接接触。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：包括设置在机壳内的液晶面板上方的树脂槽、设置在树脂槽内且能够沿树脂槽的长度方向进行移动的刮板、设置在树脂槽正上方的超声波测距模块以及与树脂槽连接的储液装置；

所述树脂槽的一侧中部设置有补液孔，所述树脂槽的一侧底部设置有回收孔，所述储液装置上通过软管连接有蠕动泵，所述蠕动泵通过软管与电磁换向阀连接，所述电磁换向阀上连接有补液电动阀和回收液电动阀，所述补液电动阀通过软管与补液孔连接，所述回收液电动阀通过软管与回收孔连接；

所述机壳的一侧内部安装有用于对刮板进行导向的直线导轨，所述刮板的上端连接有一个与直线导轨相配合的滑块，所述机壳上安装有用于使滑块沿直线导轨进行移动的驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机和滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构包括丝杠和丝母，所述丝母内设置有多个滚珠，所述丝母通过多个滚珠与丝杠滚动连接，所述丝母与滑块固定连接；

所述滑块上固定有光电式接近开关，所述直线导轨的两端分别固定安装有与光电式接近开关相配合的第一限位开关和第二限位开关。

上述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述树脂槽通过螺栓与机壳固定连接。

上述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述树脂槽为上部开口的矩形槽，所述树脂槽的底部与液晶面板相互平行，所述刮板为矩形刮板且其高度等于树脂槽的槽深，所述刮板沿树脂槽的宽度方向布设。

上述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述补液孔和回收孔均为圆孔，所述补液孔和回收孔分别开设在树脂槽上与刮板相对的两侧；

所述刮板上开设有与补液孔相配合的通孔。

上述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述刮板与滑块之间通过连接件连接，所述连接件的一端固定在滑块的一侧，所述连接件的另一端固定在刮板的顶部。

上述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述驱动电机通过电机座固定安装在机壳的左侧外部，所述驱动电机的输出轴穿过机壳的左侧壁后通过联轴器与丝杠的一端连接。

上述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述直线导轨上靠近驱动电机的一端设置有金属连接片，所述机壳的右侧外部设置有尾座，所述丝杠安装在金属连接片和尾座之间。

上述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述直线导轨与丝杠相互平行且其均沿树脂槽的长度方向布设。

上述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述回收孔内安装有滤网。

上述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述超声波测距模块包括超声波发射探头和超声波接收探头。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过在树脂槽的正上方设置超声波测距模块来测量树脂槽内树脂液位的高度，具有反应迅速、使用方便、计算过程简单、测量结果精确的优点。

2、本实用新型通过在树脂槽上设置补液孔，同时采用蠕动泵配合超声波测距模块进行树脂槽内树脂的补充，能在3D打印过程中动态保持树脂槽内树脂液位高度，从而避免由于树脂不足或液位波动较大导致的打印失败，整个过程高效迅速且精确度较高。

3、本实用新型通过在树脂槽上设置回收孔，并在树脂槽内设置刮板，在打印结束后，能够通过刮板将树脂槽内的树脂向回收孔端推动，通过蠕动泵将残余树脂收入储液装置以便下次使用，节省了大量时间、避免了操作人员与残余液态树脂的直接接触。

4、本实用新型通过采用电磁换向阀进行树脂槽补液和回收液的切换，能有效提高整个装置的自动化程度。

综上所述，本实用新型结构设计合理，自动化程度高，能在3D打印过程中动态保持树脂槽内树脂液位高度，从而避免由于树脂不足或液位波动较大导致的打印失败，整个过程高效迅速且精确度较高，通过蠕动泵将残余树脂收入储液装置以便下次使用，节省了大量时间、避免了操作人员与残余液态树脂的直接接触。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为本实用新型的正视图。

图3为本实用新型储液装置和树脂槽的连接结构示意图。

附图标记说明:

1—机壳； 2—液晶面板； 3—树脂槽；

3-1—补液孔； 3-2—回收孔； 4—刮板；

5—储液装置； 6—蠕动泵； 7—电磁换向阀；

8—补液电动阀； 9—回收液电动阀； 10—直线导轨；

11—滑块； 12—驱动电机； 13—丝杠；

14—丝母； 15—连接件； 16—联轴器；

17—电机座； 18—光电式接近开关； 19—第一限位开关；

20—第二限位开关； 21—滤网； 22—金属连接片；

23—尾座； 24—超声波发射探头； 25—超声波接收探头；

26—螺栓。

具体实施方式

如图1至图3所示，本实用新型包括设置在机壳1内的液晶面板2上方的树脂槽3、设置在树脂槽3内且能够沿树脂槽3的长度方向进行移动的刮板4、设置在树脂槽3正上方的超声波测距模块以及与树脂槽3连接的储液装置5；

所述树脂槽3的一侧中部设置有补液孔3-1，所述树脂槽3的一侧底部设置有回收孔3-2，所述储液装置5上通过软管连接有蠕动泵6，所述蠕动泵6通过软管与电磁换向阀7连接，所述电磁换向阀7上连接有补液电动阀8和回收液电动阀9，所述补液电动阀8通过软管与补液孔3-1连接，所述回收液电动阀9通过软管与回收孔3-2连接；

所述机壳1的一侧内部安装有用于对刮板4进行导向的直线导轨10，所述刮板4的上端连接有一个与直线导轨10相配合的滑块11，所述机壳1上安装有用于使滑块11沿直线导轨10进行移动的驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机12和滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构包括丝杠13和丝母14，所述丝母14内设置有多个滚珠，所述丝母14通过多个滚珠与丝杠13滚动连接，所述丝母14与滑块11固定连接；

所述滑块11上固定有光电式接近开关18，所述直线导轨10的两端分别固定安装有与光电式接近开关18相配合的第一限位开关19和第二限位开关20。

实际使用时，通过在树脂槽3的正上方设置所述超声波测距模块来测量树脂槽3内树脂液位的高度，具有反应迅速、使用方便、计算过程简单、测量结果精确的优点。

需要说明的是，通过在树脂槽3上设置补液孔3-1，同时采用蠕动泵6配合所述超声波测距模块进行树脂槽3内树脂的补充，能在3D打印过程中动态保持树脂槽3内树脂液位高度，从而避免由于树脂不足或液位波动较大导致的打印失败，整个过程高效迅速且精确度较高。

具体实施时，通过在树脂槽3上设置回收孔3-2，并在树脂槽3内设置刮板4，在打印结束后，能够通过刮板4将树脂槽3内的树脂向回收孔3-2端推动，通过蠕动泵6将残余树脂收入储液装置5以便下次使用，节省了大量时间、避免了操作人员与残余液态树脂的直接接触。

需要说明的是，电磁换向阀7的设置，能够控制蠕动泵6在补液和回收液的工作间进行灵活切换，能有效提高整个装置的自动化程度。

具体实施时，通过驱动电机12和所述滚珠丝杠机构驱动滑块11沿直线导轨10移动，进而实现刮板4的移动，能有效控制刮板4的移动精度，光电式接近开关18、第一限位开关19和第二限位开关20的设置，还能有效控制刮板4的移动位置，避免刮板4与树脂槽3发生冲撞。

需要说明的是，通过设置相配合的直线导轨10和滑块11，能够为刮板4提供一定的支撑和导向，避免丝杠直接受力，保证所述滚珠丝杠机构的使用精度和使用寿命。

本实施例中，光电式接近开关18的型号为E3F-DS30P2，第一限位开关19和第二限位开关20的型号为KW11-3Z-2KW8，所述电磁换向阀7的型号为正泰3V210-AC220V，所述补液电动阀8和回收液电动阀9的型号均为DN15-CR05-4分。

具体实施时，滑块11固定在丝母14的一侧，滑块11上开设有供丝杠13穿过的通孔；储液装置5位于机壳1外部。

本实施例中，所述树脂槽3通过螺栓26与机壳1固定连接。

实际使用时，树脂槽3的上端两侧设置有外沿，树脂槽3的外沿上设置有螺栓穿孔，螺栓26穿过所述外沿上的螺栓穿孔后与机壳1的底部连接。

本实施例中，所述树脂槽3为上部开口的矩形槽，所述树脂槽3的底部与液晶面板2相互平行，所述刮板4为矩形刮板且其高度等于树脂槽3的槽深，所述刮板4沿树脂槽3的宽度方向布设。

实际使用时，刮板4的宽度略小于树脂槽3的内部宽度，确保刮板4能够在树脂槽3内灵活滑动。

本实施例中，所述补液孔3-1和回收孔3-2均为圆孔，所述补液孔3-1和回收孔3-2分别开设在树脂槽3上与刮板4相对的两侧；

所述刮板4上开设有与补液孔3-1相配合的通孔。

实际使用时，当不进行树脂回收时，刮板4靠近树脂槽3上开设有补液孔3-1的一侧布设，刮板4上开设的通孔开设的大小应不影响补液孔3-1的正常使用。

本实施例中，所述刮板4与滑块11之间通过连接件15连接，所述连接件15的一端固定在滑块11的一侧，所述连接件15的另一端固定在刮板4的顶部。

实际使用时，连接件15呈弯折状，便于实现刮板4与滑块11的固定连接。

本实施例中，所述驱动电机12通过电机座17固定安装在机壳1的左侧外部，所述驱动电机12的输出轴穿过机壳1的左侧壁后通过联轴器16与丝杠13的一端连接。

实际使用时，机壳1的左侧壁上开设有供驱动电机12的输出轴穿过的通孔。

本实施例中，所述直线导轨10上靠近驱动电机12的一端设置有金属连接片22，所述机壳1的右侧外部设置有尾座23，所述丝杠13安装在金属连接片22和尾座23之间。

实际使用时，金属连接片22和尾座23的设置，能够保证丝杠13的稳定安装，机壳1的右侧壁上开设有供丝杠13穿过的通孔。

本实施例中，所述直线导轨10与丝杠13相互平行且其均沿树脂槽3的长度方向布设。

实际使用时，直线导轨10为C型导轨，滑块11卡装在直线导轨10的凹槽内且能沿直线导轨10进行灵活的移动。

本实施例中，所述回收孔3-2内安装有滤网21。

实际使用时，滤网21的作用是来过滤树脂槽3内未固化完全且不可再利用的树脂。

本实施例中，所述超声波测距模块包括超声波发射探头24和超声波接收探头25。

实际使用时，超声波发射探头24和超声波接收探头25通过母座与机壳1的内侧顶部固定连接，超声波发射探头24和超声波接收探头25的工作面与树脂槽3的底部相互平行，超声波发射探头24和超声波接收探头25与树脂槽3之间不得有除空气外的其它介质存在；采用非接触测量的方式，由超声波发射探头24发出超声波，经树脂液面反射后由超声波接收探头25接收通过时间差计算出液面至探头的距离再由控制器换算为实时液位高度。

具体实施时，所述超声波测距模块的型号为HC-SR04。

本实用新型实际使用时，3D打印过程中或开始前，使电磁换向阀7切换至与补液电动阀8连通，通过超声波发射探头24和超声波接收探头25不断测得树脂槽3内的液位信号，当树脂槽3内的液位在设定值以下时，补液电动阀8打开，蠕动泵6正转将储液装置5内的树脂通过补液孔3-1泵送至树脂槽3内，当树脂槽3内的液位到达设定值以上时，补液电动阀8关闭；补液系统采用PID控制，以液位高度为反馈量，蠕动泵6转速为控制量实现对树脂液的动态补充；

3D打印结束后，使电磁换向阀7切换至与回收液电动阀9连通，回收液电动阀9打开，蠕动泵6反转将树脂槽3内的树脂通过回收孔3-2泵送至储液装置5内；进行树脂槽3内树脂的回收时，当树脂槽3内液位高度低于设定的低位值时，驱动电机12在联轴器16的作用下带动丝杠13做回转运动，并通过滚珠和丝母14带动与其固定连接的滑块11在直线导轨10上做直线运动，刮板4通过与滑块11固定连接实现直线运动，辅助进行树脂槽3内残余树脂液的回收。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：包括设置在机壳(1)内的液晶面板(2)上方的树脂槽(3)、设置在树脂槽(3)内且能够沿树脂槽(3)的长度方向进行移动的刮板(4)、设置在树脂槽(3)正上方的超声波测距模块以及与树脂槽(3)连接的储液装置(5)；

所述树脂槽(3)的一侧中部设置有补液孔(3-1)，所述树脂槽(3)的一侧底部设置有回收孔(3-2)，所述储液装置(5)上通过软管连接有蠕动泵(6)，所述蠕动泵(6)通过软管与电磁换向阀(7)连接，所述电磁换向阀(7)上连接有补液电动阀(8)和回收液电动阀(9)，所述补液电动阀(8)通过软管与补液孔(3-1)连接，所述回收液电动阀(9)通过软管与回收孔(3-2)连接；

所述机壳(1)的一侧内部安装有用于对刮板(4)进行导向的直线导轨(10)，所述刮板(4)的上端连接有一个与直线导轨(10)相配合的滑块(11)，所述机壳(1)上安装有用于使滑块(11)沿直线导轨(10)进行移动的驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机(12)和滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构包括丝杠(13)和丝母(14)，所述丝母(14)内设置有多个滚珠，所述丝母(14)通过多个滚珠与丝杠(13)滚动连接，所述丝母(14)与滑块(11)固定连接；

所述滑块(11)上固定有光电式接近开关(18)，所述直线导轨(10)的两端分别固定安装有与光电式接近开关(18)相配合的第一限位开关(19)和第二限位开关(20)。

2.按照权利要求1所述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述树脂槽(3)通过螺栓(26)与机壳(1)固定连接。

3.按照权利要求1所述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述树脂槽(3)为上部开口的矩形槽，所述树脂槽(3)的底部与液晶面板(2)相互平行，所述刮板(4)为矩形刮板且其高度等于树脂槽(3)的槽深，所述刮板(4)沿树脂槽(3)的宽度方向布设。

4.按照权利要求1所述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述补液孔(3-1)和回收孔(3-2)均为圆孔，所述补液孔(3-1)和回收孔(3-2)分别开设在树脂槽(3)上与刮板(4)相对的两侧；

所述刮板(4)上开设有与补液孔(3-1)相配合的通孔。

5.按照权利要求4所述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述刮板(4)与滑块(11)之间通过连接件(15)连接，所述连接件(15)的一端固定在滑块(11)的一侧，所述连接件(15)的另一端固定在刮板(4)的顶部。

6.按照权利要求1所述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述驱动电机(12)通过电机座(17)固定安装在机壳(1)的左侧外部，所述驱动电机(12)的输出轴穿过机壳(1)的左侧壁后通过联轴器(16)与丝杠(13)的一端连接。

7.按照权利要求1所述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述直线导轨(10)上靠近驱动电机(12)的一端设置有金属连接片(22)，所述机壳(1)的右侧外部设置有尾座(23)，所述丝杠(13)安装在金属连接片(22)和尾座(23)之间。

8.按照权利要求1所述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述直线导轨(10)与丝杠(13)相互平行且其均沿树脂槽(3)的长度方向布设。

9.按照权利要求1所述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述回收孔(3-2)内安装有滤网(21)。

10.按照权利要求1所述的一种基于光固化3D打印机的自动补液及回收装置，其特征在于：所述超声波测距模块包括超声波发射探头(24)和超声波接收探头(25)。

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