CN216914851U - 一种柱坐标多任务的光固化3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，底座（5）顶部中心位置处开设圆柱形凹槽，圆柱形液料槽（6）安装于圆柱形凹槽内，防护罩（1）固定于圆柱形凹槽上，防护罩（1）的圆柱表面上开设取件门（10），LED光源系统（9）固定于底座（5）内，LED光源系统（9）的光源发射口与圆柱形凹槽的中心线相重合，滚珠丝杠立柱（2）的顶端固定于防护罩（1）顶部的中心处，两个成型平台（4）安装于成型平台支撑架（3）的两端，两个成型平台（4）呈对称分布，成型平台支撑架（3）安装于滚珠丝杠立柱（2）上，两个刮板（7）安装于刮板支撑架（8）的两端，两个刮板（7）呈对称分布，刮板支撑架（8）的中心安装于伺服电动机（11）的主轴上。该装置简化了打印流程与工艺过程，提高了打印速度。
Description
技术领域
本实用新型涉及快速成型技术领域，特别涉及一种柱坐标多任务的光固化3D打印机。
背景技术
快速成型技术是近年来快速发展起来的基于三维CAD模型数据通过逐层制造生产产品的技术总称，其优势主要体现在数字化制造和降维分层堆积制造，极大地降低了制造的难度，对于内部结构复杂的零件产品，其优势也越明显。目前快速成型技术广泛应用于生物医疗、航空航天、汽车制造等领域，但尚未应用于大规模工业化生产制造，主要原因是现有的快速成型工业生产技术还不成熟，制造成本高，生产效率低等。
以光固化3D打印机为例，该技术以光敏树脂为原料，通过计算机控制激光按照零件的各分层界面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描，被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层。一层固化完成后，工作台下降一个层厚的距离，然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂，直至得到三维实体模型。该方法成型速度快，自动化程度高，可成形任意复杂形状，尺寸精度高，主要应用于复杂、高精度的精细工件快速成型。
但目前光固化3D打印机以单工位、单任务的打印机较多，其成型平台以一个为主，无法实现小批量产品的快速成型，尤其是需要快速成型多个产品时，若以现有的光固化3D打印机进行快速成型，需要逐一进行打印并进行取模、清洗和二次固化等过程，增加了操作人员的工作量。
发明专利一种并行多工位式3D打印机（申请号：201510710215.7）提出了一种新型的适合于快速成型技术的并行多工位式3D打印机，该装置是根据需要并排放置多个工位的3D打印机，由计算机进行打印任务的调控，实现并行式流水线打印。该发明专利公开的技术方案中，多个工位的3D打印机并行工作，统一由计算机调控打印任务，每台打印机属于独立的工作系统，若快速成型多个产品时，打印机的数量直接影响着快速成型产品的速度。
实用新型专利一种极坐标式3D打印机（申请号：201720159174.1），基于光敏树脂耗材，通过打印机构的旋转运动与打印平台的升降运动，打印机构可分别运动至各打印平台的进行打印作业，实现从线到面再到立体的成型过程，实现连续不间断工作。该装置在快速成型过程中，需要打印机构向各个打印平台处移动，打印机构的行走时间增加，影响着快速成型的效率。
鉴于此，针对现有技术大都基于直角坐标系或者未实现多工位、多任务、并行快速成型的技术难题，亟需一种柱坐标多任务的光固化3D打印机。
发明内容
本实用新型的目的在于提供了一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，将多个快速成型平台以柱坐标的方式均匀地安装于升降立柱上，实现多工位、多任务的并行快速成型。
为解决上述问题，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，包括防护罩、滚珠丝杠立柱、成型平台支撑架、成型平台、底座、液料槽、刮板、刮板支撑架、LED光源系统、伺服电动机和取件门，其中底座顶部中心位置处开设圆柱形凹槽，圆柱形液料槽安装于圆柱形凹槽内，防护罩固定于圆柱形凹槽上，防护罩的圆柱表面上开设取件门，LED光源系统固定于底座内，LED光源系统的光源发射口与圆柱形凹槽的中心线相重合，滚珠丝杠立柱的顶端固定于防护罩顶部的中心处，两个成型平台安装于成型平台支撑架的两端，两个成型平台呈对称分布，成型平台支撑架安装于滚珠丝杠立柱上，两个刮板安装于刮板支撑架的两端，两个刮板呈对称分布，刮板支撑架的中心安装于伺服电动机的主轴上。
所述的刮板的轴线与成型平台的轴线之间的夹角为45度。
所述的防护罩呈圆柱形，材质为不透明有机玻璃。
所述的一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，当打印机启动时，关闭取件门，成型平台沿着滚珠丝杠立柱缓慢下降至液料槽的光敏树脂表面处，刮板在伺服电机的驱动下逆时针旋转90°，液料槽内光敏树脂表面通过两个刮板的圆周旋转运动将其表面进行刮平，LED光源系统根据计算机的相关分层信息，LED光源系统依次将固化光在光敏树脂表面进行逐点扫描，被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层；一层固化完成后，成型平台支撑架的两个成型平台沿滚珠丝杠立柱向上移动一个层片厚度的距离，刮板在伺服电机的驱动下顺时针旋转90°，然后LED光源系统在原先固化好的树脂表面再固化一层新的液态树脂，依次重复上述步骤，直至两个成型平台的三维实体模型均成型完毕；最后打开取件门，从两个成型平台上依次取下快速成型制品。
本实用新型的有益效果如下：
（1）所述的一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，刮板进行一次光敏树脂液面的刮平操作时，可实现该装置两个成型平台的树脂薄层固化操作，与传统的光固化3D打印机相比，简化了操作流程与工艺过程，提高了成型效率；
（2）所述的一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，刮板的轴线轴线与成型平台的轴线之间的夹角为45度，即该装置在完成某一层树脂的固化后，刮板器只需圆周旋转90°即可实现液料槽整个液面的刮平操作，缩短了液面刮平操作的时间，提高了快速成型产品的效率；
（3）所述的一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，提高了3D打印生产批量产品的效率，由此解决了基于直角坐标系的光固化3D打印机生产效率低下的技术难题，同时在进行单件小批量式或者多件制品的生产时，能够保证所有工位上的打印机能够平均分配，相比于集中打印更加协调与高效。
附图说明
图1为本实用新型一种柱坐标多任务的光固化3D打印机的整体结构示意图；
图2为本装置的顶视图；
图3为图2的A-A剖视图；
图中标记为：1：防护罩；2：滚珠丝杠立柱；3：成型平台支撑架；4：成型平台；5：底座；6：液料槽；7：刮板；8：刮板支撑架；9：LED光源系统；10：取件门；11：伺服电动机。
具体实施方式
以下结合附图1、2和3，对本实用新型的一个实施例作进一步描述：
所述的一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，包括防护罩1、滚珠丝杠立柱2、成型平台支撑架3、成型平台4、底座5、液料槽6、刮板7、刮板支撑架8、LED光源系统9、伺服电动机11和取件门10，其中底座5顶部中心位置处开设圆柱形凹槽，圆柱形液料槽6安装于圆柱形凹槽内，防护罩1固定于圆柱形凹槽上，防护罩1的圆柱表面上开设取件门10，LED光源系统9固定于底座5内，LED光源系统9的光源发射口与圆柱形凹槽的中心线相重合，滚珠丝杠立柱2的顶端固定于防护罩1顶部的中心处，两个成型平台4安装于成型平台支撑架3的两端，两个成型平台4呈对称分布，成型平台支撑架3安装于滚珠丝杠立柱2上，两个刮板7安装于刮板支撑架8的两端，两个刮板7呈对称分布，刮板支撑架8的中心安装于伺服电动机11的主轴上。
所述的刮板7的轴线轴线与成型平台4的轴线之间的夹角为45度。
所述的防护罩1呈圆柱形，材质为不透明有机玻璃。
所述的一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，当打印机启动时，关闭取件门10，成型平台4沿着滚珠丝杠立柱2缓慢下降至液料槽6的光敏树脂表面处，刮板7在伺服电机11的驱动下逆时针旋转90°，液料槽6内光敏树脂表面通过两个刮板7的圆周旋转运动将其表面进行刮平，LED光源系统根据计算机的相关分层信息，LED光源系统依次将固化光在光敏树脂表面进行逐点扫描，被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化，形成零件的一个薄层；一层固化完成后，成型平台支撑架3的两个成型平台4沿滚珠丝杠立柱2向上移动一个层片厚度的距离，刮板7在伺服电机11的驱动下顺时针旋转90°，然后LED光源系统9在原先固化好的树脂表面再固化一层新的液态树脂，依次重复上述步骤，直至两个成型平台4的三维实体模型均成型完毕；最后打开取件门10，从两个成型平台4上依次取下快速成型制品。
Claims (3)
1.一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，包括防护罩（1）、滚珠丝杠立柱（2）、成型平台支撑架（3）、成型平台（4）、底座（5）、液料槽（6）、刮板（7）、刮板支撑架（8）、LED光源系统（9）、伺服电动机（11）和取件门（10），其特征在于；底座（5）顶部中心位置处开设圆柱形凹槽，圆柱形液料槽（6）安装于圆柱形凹槽内，防护罩（1）固定于圆柱形凹槽上，防护罩（1）的圆柱表面上开设取件门（10），LED光源系统（9）固定于底座（5）内，LED光源系统（9）的光源发射口与圆柱形凹槽的中心线相重合，滚珠丝杠立柱（2）的顶端固定于防护罩（1）顶部的中心处，两个成型平台（4）安装于成型平台支撑架（3）的两端，两个成型平台（4）呈对称分布，成型平台支撑架（3）安装于滚珠丝杠立柱（2）上，两个刮板（7）安装于刮板支撑架（8）的两端，两个刮板（7）呈对称分布，刮板支撑架（8）的中心安装于伺服电动机（11）的主轴上。
2.根据权利要求1所述的一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，其特征在于：所述的刮板（7）的轴线与成型平台（4）的轴线之间的夹角为45度。
3.根据权利要求1所述的一种柱坐标多任务的光固化3D打印机，其特征在于：所述的防护罩（1）呈圆柱形，材质为不透明有机玻璃。
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