CN216804437U - 用于光固化3d打印机的储料装置及光固化3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及3D打印技术领域，公开了一种用于光固化3D打印机的储料装置及光固化3D打印机，储料装置包括：基底、分别安装于基底上的前壁、后壁、侧壁和压力弹簧机构；前壁、后壁分别与基底之间留有间隙；透明膜在压力弹簧机构作用下可在前壁和后壁之间进行滑动。其中，光固化3D打印机包括透明膜和刮刀机构。本实用新型的储料装置用于固定透明膜，刮刀机构通过等臂杠杆运动至储料装置一侧时，在压力弹簧结构的作用下，该侧透明膜被压住固定，而另一侧则处于松弛状态。当完成一层固化成型时，模型与透明膜进行分离，透明膜一侧可进行适量滑动收缩，减少分离时的摩擦，从而减轻模型因受力而发生形变的风险，同时可提高透明膜的使用率。

Description

用于光固化3D打印机的储料装置及光固化3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种用于光固化3D打印机的储料装置及光固化3D打印机。

背景技术

光固化3D打印技术，主要是利用液态光敏树脂浆料在特定波长的紫外光照下可以快速固化成型的特性，通过逐层固化层叠加式的打印出所需的模型，其因打印精度高，材料利用率高等特性而广受关注。在此基础上将陶瓷粉末溶于液态光敏树脂而形成新的陶瓷浆料，发展出了更有实用性的高精度陶瓷光固化3D打印技术，市场潜力巨大。

现有的光固化3D打印机根据紫外光光源照射方向的不同分为上照式和下照式，其中上照式光固化3D打印机每完成一层固化成型，都需要将已成型的模型与用于成型的透明膜进行分离，而这种分离方式通常都是暴力的硬拉扯，这会在一定程度上导致刚成型的模型因受力而发生形变，从而影响打印效果；另外，用于成型的透明膜往往在经过数次打印后，会发生形变或破损，不但影响打印质量，也造成了不必要的浪费。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于光固化3D打印机的储料装置及光固化3D打印机，旨在解决减少模型与透明膜分离时的摩擦力的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型一方面提供一种用于光固化3D打印机的储料装置，用于光固化3D打印机，所述光固化3D打印机包括透明膜，所述光固化3D打印机的储料装置包括：基底、前壁、后壁、侧壁和压力弹簧机构；

所述透明膜铺设于所述储料装置内部，位于所述基底的上方；

所述前壁、所述后壁、所述侧壁和所述压力弹簧机构分别安装于所述基底上，所述前壁、所述后壁分别与所述基底之间留有间隙；

其中，打印过程中，所述透明膜在所述压力弹簧机构作用下呈一侧固定、另一侧松弛的状态。

可选的，所述储料装置还包括：等臂杠杆、插销、插销孔和插销弹簧；

所述侧壁包括第一侧壁和第二侧壁，所述等臂杠杆包括第一等臂杠杆和第二等臂杠杆；所述第一等臂杠杆通过第一紧固件与所述第一侧壁连接，所述第二等臂杠杆通过所述第一紧固件与所述第二侧壁连接；

所述插销包括前插销和后插销，所述前插销位于所述前壁和所述前压臂之间，所述后插销位于所述后壁和所述后压臂之间；

所述插销孔、所述插销弹簧分别与所述插销相适配。

可选的，所述压力弹簧机构包括：前压臂、后压臂、固定臂和压力弹簧；

所述前压臂通过第二紧固件与所述前壁固定连接，所述后压臂通过所述第二紧固件与所述后壁固定连接；

所述固定臂包括第一固定臂和第二固定臂，所述压力弹簧包括第一压力弹簧和第二压力弹簧，所述第一固定臂安装于所述前壁的正上方，所述第二固定臂安装于所述后壁的正上方，所述第一压力弹簧位于所述第一固定臂和所述前压臂之间，所述第二压力弹簧位于所述第二固定臂和所述后压臂之间；

其中，所述前压臂、所述后压臂可在垂直方向做直线运动。

可选的，所述插销的头部半径大于插销杆的半径，且所述插销杆中部设有凸起结构，所述凸起结构用于固定所述插销弹簧。

可选的，所述插销孔的上部宽度大于所述插销杆半径，且小于所述插销的头部半径；所述插销孔的下部宽度大于所述插销的头部半径。

可选的，所述前压臂、所述后压臂的底部均设有软胶垫。

另一方面提供一种光固化3D打印机，包括如上所述的用于光固化3D打印机的储料装置；所述光固化3D打印机还包括：基板、刮刀机构、成型台和驱动机构；

所述基板用于固定所述储料装置的位置采用中空结构，所述储料装置的基底安装于所述基板的所述中空结构位置；

所述刮刀机构位于所述透明膜的正上方；

所述成型台安装于所述储料装置的正上方，且位于所述刮刀机构的上方；

所述成型台通过所述驱动机构做垂直运动。

可选的，所述刮刀机构的内部设有中空腔，顶部设有通孔，且底部与所述透明膜之间留有等于铺设浆料厚度的间距。

可选的，所述刮刀机构设有延长臂结构，所述延长臂结构与所述驱动机构连接。

可选的，所述基板上设有导向结构，所述延长臂结构可在所述导向结构上进行滑动。

本实用新型提供的技术方案中，储料装置用于固定透明膜，并确保铺设于透明膜上的光固化浆料不会流出；其中，透明膜用于承载铺设的浆料；刮刀机构通过等臂杠杆在储料装置内水平移动时可将浆料均匀平铺在透明膜上。当刮刀机构运动至储料装置一侧时，在压力弹簧结构的作用下，该侧透明膜被压住固定，而另一侧则处于松弛状态，当完成一层固化成型时，模型与透明膜进行分离，透明膜一层可进行适量滑动收缩，减少分离时的摩擦，从而减轻模型因受力而发生形变的风险，同时可有效延长透明膜的使用寿命，进而提高透明膜的实用率。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型用于光固化3D打印机的储料装置的一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型光固化3D打印机的一个实施例的结构示意图；

图3为图1的侧面剖视图；

图4为本实用新型用于光固化3D打印机的储料装置的另一个实施例的结构示意图；

图5为图4的侧面剖视图。

附图标记：1、基板；2、储料装置；3、透明膜；4、刮刀机构；5、成型台；201、基底；202、侧壁；203、前壁；204、后壁；205、前压臂；206、后压臂；207、固定臂；208、等臂杠杆；209、第一紧固件；210、第二紧固件；211、前插销；212、后插销；213、插销孔；214、压力弹簧；215、插销弹簧；216、弹簧固定件；217、平头螺栓；218、软胶垫。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型一方面提供一种用于光固化3D打印机的储料装置2，用于光固化3D打印机，光固化3D打印机包括透明膜3，参照图1，光固化3D打印机的储料装置2包括：基底201、前壁203、后壁204、侧壁202和压力弹簧机构。其中，透明膜3铺设于储料装置2内部，且位于基底201的上方，透明膜3可在前壁203和后壁204之间进行滑动。

前壁203、后壁204、侧壁202和压力弹簧214机构分别安装于基底201上，其中，侧壁202与基底201连接在一起，前壁203、后壁204分别与基底201之间留有间隙，可允许透明膜3前后滑动，前壁203与后壁204对向设置于基底201上；透明膜3的长度略大于前壁203与后壁204之间的长度，以确保当透明膜3一侧被固定时，另一侧可允许有一定长度的滑动收缩，并且贯穿前壁203、后壁204分别与基底201之间的间隙。当对压力弹簧214机构施加不同力的作用时，透明膜3可在前壁203和后壁204之间进行滑动，或者保持平衡。

另外，储料装置2用于固定透明膜3，并确保铺设于透明膜3上的光固化浆料不会流出，透明膜3用于承载铺设的浆料。其中，透明膜3具有良好的透光性，以保证在紫外光照射下浆料可以快速固化成型。

进一步地，在本实施例中，储料装置2还包括：等臂杠杆208、插销、插销孔213和插销弹簧215。

侧壁202包括第一侧壁和第二侧壁，等臂杠杆208包括第一等臂杠杆和第二等臂杠杆；第一等臂杠杆通过第一紧固件209与第一侧壁连接，第二等臂杠杆通过第一紧固件209与第二侧壁连接，插销包括前插销211和后插销212，前插销211位于前壁203和前压臂205之间，后插销212位于后壁204和后压臂206之间；插销孔213、插销弹簧215分别与插销相适配。

其中，第一侧壁和第二侧壁对称设置，第一等臂杠杆和第二等臂杠杆平行设置；第一等臂安装于第一侧壁远离储料装置2内部的一侧，即第一等臂杠杆固定于第一侧壁的外侧；第二等臂安装于第二侧壁远离储料装置2内部的一侧，即第二等臂杠杆固定于第二侧壁的外侧。此外，第一紧固件209可为杠杆螺栓。当对储料装置2靠近前壁203或后壁204一侧施加力时，则等臂杠杆208该侧会受力下沉，等臂杠杆208另一侧则翘起。

此外，前壁和后壁内部均设有弹簧固定件216，通过平头螺栓217分别固定在前壁和后壁的内部。

当对等臂杠杆208靠近前壁203的方向施力时，前插销211会因受到挤压而向储料装置2外侧移动一小段距离，同时会因插销弹簧215的推力作用而缩回插销孔213内，此时，后插销212则会突出在插销孔213外面；当对等臂杠杆208靠近后壁204的方向施力时，后插销212会因插销弹簧215的推力作用而缩回插销孔213内，前插销211则会突出在插销孔213外面，此时，前插销211与后插销212状态保持相反。当等臂杠杆208位于前壁203和后壁204的中间时，前插销211与后插销212的状态保持一致。

进一步地，在一实施例中，压力弹簧214机构包括：前压臂205、后压臂206、固定臂207和压力弹簧214。

通过第二紧固件210分别将前压臂205与前壁203固定连接、后压臂206与后壁204固定连接；固定臂207包括第一固定臂和第二固定臂，压力弹簧214包括第一压力弹簧214和第二压力弹簧214；第一固定臂安装于前壁203的正上方，位于前壁203的顶部中间位置；第二固定臂安装于后壁204的正上方，位于后壁204的顶部中间位置；通过第一压力弹簧214将第一固定臂和前压臂205进行连接，通过第二压力弹簧214将第二固定臂和后压臂206进行连接。此外，前压臂205、后压臂206可在垂直方向上做直线运动。

其中，第二紧固件210可以为固定螺栓，压力弹簧214始终处于被压缩状态。

当对储料装置2靠近前壁203一侧施力时，则等臂杠杆208该侧会受力下沉，前压臂205会因受到压力弹簧214的作用而处于下压状态，从而起到固定透明膜3前端的作用，此时，后压臂206因等臂杠杆208作用而处于抬升状态，因此透明膜3后端可滑动；对储料装置2靠近后壁204一侧施力时，前压臂205、后压臂206以及透明膜3的状态则会更替。

进一步地，在本实施例中，插销的头部半径大于插销杆的半径，插销杆中部设有凸起结构，凸起结构用于固定插销弹簧215。

进一步地，在本实施例中，插销孔213包括上部和下部，上部宽度大于插销杆半径，同时小于插销的头部半径，插销孔213的下部宽度大于插销的头部半径。

另外，在本实施例中，前压臂205、后压臂206的底部均设有软胶垫218，不仅能够减少前压臂205、后压臂206的底部分别与透明膜3的摩擦，而且能够提供对透明膜3更好的固定作用。

另一方面提供一种光固化3D打印机，参照图2，包括如上所述的用于光固化3D打印机的储料；另外，光固化3D打印机还包括：基板1、刮刀机构4、成型台5和驱动机构；基底201安装于基板1上，基板用于固定储料装置2的位置采用中空结构，储料装置2的基底安装于基板1的中空结构位置，以保证底部紫外光可直接投射至透明膜3上；刮刀机构4位于透明膜3的正上方；成型台5安装于储料装置2的正上方，且位于刮刀机构4的上方。成型台5通过驱动机构做垂直运动。

其中，基板1用于承托打印平台上各装置；储料装置2用于固定透明膜3，并确保铺设于透明膜3上的光固化浆料不会流出；透明膜3，用于承载铺设的浆料，且透明膜3左右宽度与储料装置2两侧壁202宽度相同，前后长度略长于储料装置2前壁203至后壁204之间的长度，以确保当透明膜3一侧被固定时，另一侧可允许有一定长度的滑动收缩；刮刀机构4在储料装置2内水平移动时可将浆料均匀平铺在透明膜3上；浆料固化后的模型最终倒置于成型台5底部，成型台5底部粘连模型的一侧必须保证平整光滑，打印前确保没有杂质残留，且成型台5可以方便取下和重新安装，以便于打印完成后模型更容易被取下。

当刮刀机构4运动至储料装置2一侧，等臂杠杆208该侧会受力下沉，等臂杠杆208另一侧则翘起，使该侧透明膜3被压住固定，而另一侧透明膜3则处于松弛状态。

因此，当完成一层固化成型，模型与透明膜3进行分离时，透明膜3一侧可进行适量滑动收缩，从而减少模型与透明膜3分离时产生的摩擦力，减轻模型因受力而发生形变的风险，并可有效延长透明膜3的使用寿命，提高透明膜3的使用率。

进一步地，在本实施例中，刮刀机构4的内部设有中空腔，同时顶部设有通孔。

刮刀机构4内部的中空腔作为容纳固化浆料的容置槽，用于储存液态打印浆料，并与透明膜3留有一定间隙，在储料装置2内水平移动时可将浆料均匀平铺在透明膜3上；刮刀机构4顶部的通孔，用于添加浆料，通孔的底部与透明膜3之间留有等同于所铺设浆料厚度的间隙。

另外，在本实施例中，刮刀机构4设有延长臂结构，其中，延长臂结构与驱动机构连接。延长臂结构包括第一延长臂和第二延长臂，第一、第二延长臂分别置于储料装置2两侧，用于连接驱动装置而做前后水平直线运动，从而使刮刀机构4做前后水平直线运动。

进一步地，在本实施例中，基板1上设有导向结构，延长臂结构可在导向结构上进行滑动。其中，导向结构可以为导向长孔或导向条，以保证刮刀机构4可以沿着前后方向做水平直线运动。

储料装置2有多种工作状态，此处，举例两种如下：

当刮刀机构4运行至储料装置2靠近前壁203的一端时，参照图1和图3，此时，等臂杠杆208靠近刮刀机构4的一端因刮刀机构4的作用力而处于下沉状态，等臂杠杆208的另一端则处于翘起状态；前压臂205因受到压力弹簧214的作用而处于下压状态，从而起到固定透明膜3前端的作用，后压臂206因等臂杠杆208作用力而处于抬升状态，进而透明膜3后端可滑动；前插销211因受到刮刀机构4的挤压而向储料装置2外侧移动一小段距离，前插销211的头部因刮刀机构4的挤压力而处于突出在插销孔213上部以外的状态，后插销212头部因其插销弹簧215的作用力而处于卡在其插销孔213下部以内的状态；前压臂205内的软胶垫218处于被压缩状态，后压臂206内的软胶垫218则处于松弛状态；靠近前压臂205的透明膜3被固定，靠近后压臂206的透明膜3可滑动。

当刮刀机构4运行至储料装置2靠近后壁204的一端时，前压臂205、后压臂206以及透明膜3的状态则会更替。

参照图4和图5，此时，等臂杠杆208靠近刮刀机构4的一端因刮刀机构4的作用力而处于下沉状态，等臂杠杆208的另一端则处于翘起状态；前压臂205因等臂杠杆208的作用而处于抬升状态，从而透明膜3前端前端可滑动，后压臂206则因压力弹簧214的压力作用而处于下压状态，进而起到固定透明膜3后端的作用；前插销211头部因其插销弹簧215的作用力而处于卡在其插销孔213下部以内的状态，后插销212因受到刮刀机构4的挤压而向储料装置2外侧移动一小段距离，后插销212头部则因刮刀机构4的挤压力而处于突出在其插销孔213上部以外的状态；前压臂205内的软胶垫218处于松弛状态，后压臂206内的软胶垫218处于被压缩状态；靠近前压臂205的透明膜3可滑动，靠近后压臂206的透明膜3被固定。

另外，当刮刀机构4处于由储料装置2靠近前壁203一端向后壁204一端运行过程中时，各部件工作状态保持与刮刀机构4处于储料装置2靠近前壁203的一端时的工作状态一致。

当刮刀机构4处于由储料装置2靠近后壁204一端向前壁203一端运行过程中时，各部件工作状态保持与刮刀机构4处于储料装置2靠近后壁204的一端时的工作状态一致。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于光固化3D打印机的储料装置，用于光固化3D打印机，所述光固化3D打印机包括透明膜，其特征在于，所述光固化3D打印机的储料装置包括：基底、前壁、后壁、侧壁和压力弹簧机构；

所述透明膜铺设于所述储料装置内部，位于所述基底的上方；

所述前壁、所述后壁、所述侧壁和所述压力弹簧机构分别安装于所述基底上，所述前壁、所述后壁分别与所述基底之间留有间隙；

其中，打印过程中，所述透明膜在所述压力弹簧机构作用下呈一侧固定、另一侧松弛的状态。

2.根据权利要求1所述的用于光固化3D打印机的储料装置，其特征在于，所述压力弹簧机构包括：前压臂、后压臂、固定臂和压力弹簧；

所述前压臂通过第二紧固件与所述前壁固定连接，所述后压臂通过所述第二紧固件与所述后壁固定连接；

所述固定臂包括第一固定臂和第二固定臂，所述压力弹簧包括第一压力弹簧和第二压力弹簧，所述第一固定臂安装于所述前壁的正上方，所述第二固定臂安装于所述后壁的正上方，所述第一压力弹簧位于所述第一固定臂和所述前压臂之间，所述第二压力弹簧位于所述第二固定臂和所述后压臂之间；

其中，所述前压臂、所述后压臂可在垂直方向做直线运动。

3.根据权利要求2所述的用于光固化3D打印机的储料装置，其特征在于，所述储料装置还包括：等臂杠杆、插销、插销孔和插销弹簧；

所述侧壁包括第一侧壁和第二侧壁，所述等臂杠杆包括第一等臂杠杆和第二等臂杠杆；所述第一等臂杠杆通过第一紧固件与所述第一侧壁连接，所述第二等臂杠杆通过所述第一紧固件与所述第二侧壁连接；

所述插销包括前插销和后插销，所述前插销位于所述前壁和所述前压臂之间，所述后插销位于所述后壁和所述后压臂之间；

所述插销孔、所述插销弹簧分别与所述插销相适配。

4.根据权利要求3所述的用于光固化3D打印机的储料装置，其特征在于，所述插销的头部半径大于插销杆的半径，且所述插销杆中部设有凸起结构，所述凸起结构用于固定所述插销弹簧。

5.根据权利要求4所述的用于光固化3D打印机的储料装置，其特征在于，所述插销孔的上部宽度大于所述插销杆半径，且小于所述插销的头部半径；所述插销孔的下部宽度大于所述插销的头部半径。

6.根据权利要求2所述的用于光固化3D打印机的储料装置，其特征在于，所述前压臂、所述后压臂的底部均设有软胶垫。

7.一种光固化3D打印机，其特征在于，包括权利要求1至6中任意一项所述的用于光固化3D打印机的储料装置；所述光固化3D打印机还包括：基板、刮刀机构、成型台和驱动机构；

所述基板用于固定所述储料装置的位置采用中空结构，所述储料装置的基底安装于所述基板的所述中空结构位置；

所述刮刀机构位于所述透明膜的正上方；

所述成型台安装于所述储料装置的正上方，且位于所述刮刀机构的上方；

所述成型台通过所述驱动机构做垂直运动。

8.根据权利要求7所述的光固化3D打印机，其特征在于，所述刮刀机构的内部设有中空腔，顶部设有通孔，且底部与所述透明膜之间留有等于铺设浆料厚度的间距。

9.根据权利要求8所述的光固化3D打印机，其特征在于，所述刮刀机构设有延长臂结构，所述延长臂结构与所述驱动机构连接。

10.根据权利要求9所述的光固化3D打印机，其特征在于，所述基板上设有导向结构，所述延长臂结构可在所述导向结构上进行滑动。

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