CN217862825U - 一种3d打印机的光源及3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种3D打印机的光源及3D打印机，主要通过整光件入射面和出射面面型的设置，调整光线的传播角度，使光线均匀的投射到显示屏，有助于打印树脂的均匀固化。本实用新型的主要技术方案为：一种光源组件，包括光源组件和整光件；整光件包括相背的第一面和第二面，第一面为凸面，第二面为凹面；光源组件与凹面相对设置,光源组件发出的光线经过整光件后投射。本实用新型主要用于3D打印。

Description

一种3D打印机的光源及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3D打印机的光源及3D打印机。
背景技术
光固化3D打印机中，料槽盛放树脂后放置于打印机的显示屏上，光源位于显示屏相背于料槽的一侧，光源的光束投射到显示屏上，投射光线覆盖显示屏的整个显示区域，进而光线穿过显示屏上的图案投射到料槽内的打印树脂上，使得打印树脂按照预设的图案逐层固化。
投射光的均匀度对打印树脂的固化有着直接影响，均匀的光线使得打印树脂各处均匀固化，有助于提高打印精度以及避免脱模失败。然而，由于光线呈光束状传播，光束中不同区域的光线的疏密程度不同，导致投射光不均匀，影响打印树脂固化的效果。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种3D打印机的光源及3D打印机，主要通过整光件入射面和出射面面型的设置，调整光线的传播角度，使光线均匀的投射到显示屏，有助于打印树脂的均匀固化。
为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
一方面，本实用新型提供了一种3D打印机的光源，包括：
光源本体和整光件；
整光件包括相背的第一面和第二面，第一面为凸面，第二面为凹面；
光源本体与第二面相对设置,光源本体发出的光线经过整光件后投射。
其中，第二面包括相邻的第一区域和第二区域，第一区域为平面，第二区域围绕第一区域一周，第一区域相较第二区域更靠近第一面的顶点；
第一区域和第二区域围合成凹槽，凹槽的开口轮廓与第一区域外轮廓形状相同，凹槽的开口面积大于第一区域的面积；
光源本体发出的光线分别由第一区域和第二区域进入整光件。
其中，第二区域的面型为球面、非球面和锥面中的一种或组合。
其中，第二区域包括的依次相邻的第一子区域、第二子区域和第三子区域，第一子区域围绕第一区域一周，第二子区域围绕第一子区域一周，第三子区域围绕第二子区域一周；
第二子区域为锥面；
第一子区域和第三子区域均为弧形面，或者，第一子区域和第三子区域均为球面，或者，第一子区域和第三子区域均为非球面。
其中，整光件还包括第三面、第四面和侧立面；
第三面围绕第一面一周，第三面为平面，第三面在垂直于整光件光轴的方向上延伸；
第四面围绕第二面一周，第四面为平面，第四面在垂直于整光件光轴的方向上延伸；
第三面和第四面相对设置，侧立面分别与第三面和第四面连接；
第三面、第四面和侧立面围合成用于固定整光件的凸台。
其中，第一面的顶点与第四面的垂直距离e大于等于5毫米，且小于等于100毫米；
和/或，第三面与第四面的垂直距离g大于等于0.4毫米，且小于等于10毫米；
和/或，第二面顶点与第四面的垂直距离f大于等于0.01e，且小于等于0.6e，e为第一面的顶点与第四面的垂直距离；
和/或，第二面顶点与第四面的垂直距离f大于第三面与第四面的垂直距离g；
和/或，光源本体的顶点与第四面的垂直距离d大于等于0，且小于c，且光源本体的顶点的切面相较第四面更靠近第一面，c为第二面的顶点与光源本体的顶点的距离。
其中，光源本体包括固定底板和发光件，发光件设置于固定底板上，固定底板与第二面围合成容纳腔，发光件位于容纳腔内。
其中，光源本体还包括保护罩；
保护罩设置于发光件外部，且与底板连接，保护罩用于保护发光件。
其中，第一面的顶点与光源本体的顶点的距离b大于等于5毫米，且小于等于100毫米；
和/或，第二面的顶点与光源本体的顶点的距离c大于0，且小于b，b为第一面的顶点与光源本体的顶点的距离。
其中，第一面和第二面中至少一个为非球面,非球面满足如下公式：
Figure BDA0003660441190000031
其中，z为非球面上点(x，y)处的矢高，
Figure BDA0003660441190000032
cx为非球面顶点x方向的曲率，Rx为非球面顶点x方向曲率半径，cy为非球面顶点y方向的曲率，Ry为非球面顶点y方向曲率半径，kx为x方向的非球面系数，ky为y方向的非球面系数，A2n和B2n均为非球面高次项系数或为非球面修正系数，n为大于1的正整数。
其中，第二面为弧形面，第二面的曲率半径R0大于等于5e，e为第一面的顶点与第二面的边沿所在平面的垂直距离。
其中，光源本体包括固定底板和发光件，发光件设置于固定底板上；
发光件为点光源，点光源位于整光件的光轴上，或者，点光源与光轴的垂直距离小于距离阈值；
或者，发光件为面光源，面光源包括多个发光芯片，相邻两个发光芯片之间的距离小于阈值，面光源的中心发光芯片位于整光件的光轴上，或者，面光源的中心发光芯片与光轴的垂直距离小于距离阈值。
其中，发光件为面光源，面光源包括多个发光芯片，相邻两个发光芯片之间的距离小于等于3毫米。
其中，光源本体发出的光线经过整光件折射后,均匀地投射。
另一方面，本实用新型还提供一种3D打印机，包括如上述中任一项的3D打印机的光源，以及
选通器，选通器用于显示特定轮廓的图案；
3D打印机的光源设置于选通器一侧，3D打印机的光源发出的光线均匀的投射到选通器，并穿过选通器以固化打印树脂。
其中，选通器的显示外径为δ，第一面的顶点与选通器的垂直距离a大于等于0.2δ，且小于等于5δ。
本实用新型提出的一种3D打印机的光源及3D打印机，主要通过整光件入射面和出射面面型的设置，调整光线的传播角度，使光线均匀的投射到显示屏，有助于打印树脂的均匀固化。现有技术中，由于光线呈光束状传播，光束中不同区域的光线的疏密程度不同，导致投射光不均匀，影响打印树脂固化的效果。与现有技术相比，本申请文件中，设置整光件的入射面为凹面，整光件的出射面为凸面，光源本体发出的光线经过凹面和凸面两次折射，改变光线的传播角度，起到对光线稀疏的区域进行汇聚的效果，使得折射光线均匀的投射到显示屏上。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种3D打印机的光源及显示屏的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种整光件在第一视角的立体结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种整光件在第二视角的立体结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种整光件的俯视结构示意图；
图5为图4中所示整光件在D-D位置的剖视图；
图6为图4中所示整光件在E-E位置的剖视图；
图7为本实用新型实施例提供的一种整光件的尺寸的示意图；
图8为本实用新型实施例提供的另一种整光件的结构示意图；
图9为本实用新型实施例提供的一种光源本体的结构示意图；
图10为本实用新型实施例提供的一种光源本体、整光件及显示屏之间位置关系的示意图；
图11为采用本实用新型实施例提供的3D打印机的光源在显示屏上的投影的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的3D打印机的光源其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。为了便于描述，光源发出的光以光线的形式进行描述。
一方面，如图1-6所示，本实用新型实施例提供了一种3D打印机的光源，包括：
光源本体100和整光件200；
整光件200包括相背的第一面210和第二面220，第一面210为凸面，第二面220为凹面；
光源本体100与第二面220相对设置,光源本体100发出的光线经过整光件200后投射。
一种实施方式中，3D打印机包括底座箱体，底座箱体为空腔结构，底座箱体上设置有选通器300，光源位于底座箱体内，选通器300相背于光源的一侧设置有料槽。打印模型的切片数据由主控器逐一的传送给选通器300，选通器300使特定轮廓的光线通过，光源发出的光线投射到选通器300上，并穿过选通器300后，以特定轮廓投射到料槽内的打印树脂上，使得打印树脂按照特定轮廓固化。为方便描述，以选通器300位于底座箱体的顶端，光源由下至上进行投射的投光方式为例。此外，选通器300还可以位于底座箱体的底端，光源由上至下进行投射。
光源本体100可以是多种形式，如板上芯片光源(COB，chip on board)光源、集成式光源、激光光源或汞灯等，光源本体100包括发光件120和固定底板110，发光件120可以是点光源，也可以是面光源，面光源包括多个发光芯片，相邻两个发光芯片之间的距离小于阈值，如阈值为3毫米，发光件120为发光芯片间距最大距离小于等于3毫米的集成式光源或COB光源。本实施方式中，以发光件120为点光源或发光芯片间距非常小的面光源为例，如光源本体100通过UV灯珠或间距非常小的多个发光芯片发光。整光件200设置于光源本体100光线传播的一侧，点光源或者面光源的中心发光芯片位于整光件200的光轴上，或者，点光源或者面光源的中心发光芯片与光轴的垂直距离小于距离阈值，距离阈值可以为10mm，保证光线得到均匀调整。
光线穿过整光件200后将发生光线的折射，使得光线的传播角度发生改变，可以通过改变第一面210和第二面220的面型改变不同区域的光线的折射角度，调整光线传播方向，进而达到调整投射到显示屏的光线的均匀度。光源本体100的光线由发光点向外呈锥形光束传播，以下为方便描述，将整光件200的第一面210称为出射面，第二面220称为入射面，投射到入射面的光线称为入射光线，由出射面射出的光线称为折射光线，折射光线即为投射到显示屏的投射光线。
出射面为凸面，具体可以为弧形面，入射面为向出射面一侧凹陷的凹面，入射面和出射面之间为光线传播速度有别于空气的透明的光线传播介质，光线由入射面进入整光件200时发生第一次折射，光线的传播方向发生第一次改变，光线由整光件射出时在出射面发生第二次折射，光线的传播方向发生第二次改变，由于入射面为凹面，出射面为凸面，使得光线的两次折射均为向着同一方向偏移，起到对光线汇聚的作用，从而实现对稀疏区域的光线的密集化调整，使得光线均匀。如一种实施方式中，发光件120发出的光线呈现由中心光线向光束边缘逐渐稀疏，为避免投射到显示屏上的光线发生由中心向外逐渐减弱的情况，在发光件120光线传播一侧设置上述整光件200，并设置入射面和出射面的具体面型，增强靠近光束边缘光线的角度变化，如图1所示，中心光线A的传播角度不发生变化，靠近中心光线A的光线B的传播角度发生较小的变化，位于光束边缘的光线C的传播角度发生较大的变化，即对靠近光束边缘的光线逐渐加强汇聚作用，使得稀疏的光线在投射到显示屏时变为密集的光线，使得投射光线趋近于均匀。
可以理解的是，本实施方式中的折射光包括多种角度传播的光线，如折射光仍以近似的光束状传播，由于光线的传播方向不同，在光束中不同位置的光线均匀程度不同，通过调整光源本体100与选通器300的距离，可以找到折射光光束中光线最均匀的位置，下文中将详细说明。
本实用新型实施例提出的一种3D打印机的光源及3D打印机，主要通过整光件入射面和出射面面型的设置，调整光线的传播角度，使光线均匀的投射到显示屏，有助于打印树脂的均匀固化。现有技术中，由于光线呈光束状传播，光束中不同区域的光线的疏密程度不同，导致投射光不均匀，影响打印树脂固化的效果。与现有技术相比，本申请文件中，设置整光件的入射面为凹面，整光件的出射面为凸面，光源本体发出的光线经过凹面和凸面两次折射，改变光线的传播角度，起到对光线稀疏的区域进行汇聚的效果，使得折射光线均匀的投射到显示屏上。
其中，第一面210和第二面220的面型可以为多种形式，通过调整第一面210和第二面220的面型调整光线入射角度，实现调整折射光线的传播角度，进而达到均匀光线的效果。第一面210和第二面220的面型与光源本体的设置位置、发光件的类型以及光源与显示屏的距离均相关，如第一面210可以为连续的弧形面，第二面220可以为连续的弧形面或由多种面型相互衔接而成，本实施方式中，提供几种具体面型。
一种实施方式中，如图3、7所示，第二面220包括相邻的第一区域221和第二区域222，第一区域221为平面，第二区域222围绕第一区域221一周，第一区域221相较第二区域222更靠近第一面210的顶点。光源本体100发出的光线分别由第一区域221和第二区域222进入整光件200。
第一区域221为平面，第二区域222呈宽度均匀的环形区域，第二区域222由第一区域221的边缘向远离整光件200的光轴且远离第一面210顶点的方向延伸，使得第一区域221和第二区域222围合成凹槽，凹槽的开口轮廓与第一区域221外轮廓形状相同，凹槽的开口面积大于第一区域221面积。第二区域222与第一面210配合起到对光线更强的汇聚作用，使得靠近光束边缘区域的光线密集化，第二区域222并不局限于一种面型，可通过调整第二区域222的面型以适应不同疏密程度的光束，如第二区域222的面型可以为球面、非球面和锥面中的一种或组合，已达到对由第二区域222入射的光线的角度的灵活调整。
如第二区域222包括依次相邻的第一子区域223、第二子区域224和第三子区域225，第一子区域223围绕第一区域221一周，第二子区域224围绕第一子区域223一周，第三子区域225围绕第二子区域224一周。
一种实施方式中，第一子区域223和第三子区域225均为弧形面，第二子区域224为锥面。一方面方便第一子区域223和第三子区域225加工，另一方面使得第一区域221和第二子区域224连接位置，以及第二子区域224靠近凹槽开口处平滑过渡，不会出现光线疏密程度的突变，避免出现投影有环形暗区的现象。
上述第一子区域223和第三子区域225可以为球面或非球面，如可以为椭球面，还可通过调整非球面系数进行光线角度的灵活调整。
在一些其他的实施方式中，如图8所示，第二面220还可以为连续的弧形凹面，实现对光线的连续调整，避免多种面型衔接处光线突变的问题，为增加对光线传播角度调整的针对性，第一面210和第二面220其中至少一个可以为非球面。
非球面指各处曲率不一致的弧形面，非球面顶点到边缘的曲率连续发生变化，非球面的面型可用含有非球面系数的高次多项式来表示，非球面具体可为旋转对称结构。一些实施方式中，非球面的面型用如下多项式表示：
Figure BDA0003660441190000101
其中，z为非球面上点(x，y)处的矢高，
Figure BDA0003660441190000102
cx为非球面顶点x方向的曲率，Rx为非球面顶点x方向曲率半径，cy为非球面顶点y方向的曲率，Ry为非球面顶点y方向曲率半径，kx为x方向的非球面系数，ky为y方向的非球面系数，当kx＝ky＝0，Rx＝Ry时，弧形面为球面，A2n和B2n均为非球面高次项系数或为非球面修正系数，A2n、B2n的绝对值范围在0≤A2n＜1、0≤B2n＜1，n＝2，3，4……，具体参数视对应场景调整其准确数值，在此不再详述。
可通过调整上述非球面顶点x方向曲率半径Rx、非球面顶点y方向曲率半径Ry、x方向的非球面系数kx和y方向的非球面系数ky调整非球面面型，进而达到均匀化光线的作用。如调整第一子区域223和第三子区域225的面型使得光线在面型交界处不会发生突变，当第二面220为弧形面，调整第一面210和/或第二面220的面型，使得光线均匀。
其中，曲率半径用于描述曲面的弯曲程度，可以近似的理解为，曲率半径越大，曲面的弯曲程度越小，非球面顶点的曲率半径是决定非球面光学系统成像主要参数，影响非球面的基本性质，如非球面的焦距，通过调整非球面顶点的曲率半径可以使非球面达到最佳的光学效果。一种实施方式中，如图7所示，第二面220为弧形面，第二面220的曲率半径R0大于等于5e，e为第一面210的顶点与第二面220的边沿所在平面的垂直距离，曲率半径R0为第二面220顶点的曲率半径，在一些实施方式中，第一面210的顶点与第二面220的边沿所在平面的垂直距离e可以近似的看成第一面210的顶点与发光件120的中心发光点的距离，曲率半径R0大于等于5e，使得第二面220弯曲程度减小，光线在第二面220上具有足够的入射角，保证第二面220对光线的有效折射。
一种实施方式中，如图2-7所示，整光件200还包括第三面230、第四面240和侧立面250。第三面230围绕第一面210一周，第三面230为平面，第三面230在垂直于整光件200光轴的方向上延伸。第四面240围绕第二面220一周，第四面240为平面，第四面240在垂直于整光件200光轴的方向上延伸。第三面230和第四面240相对设置，侧立面250与第三面230和第四面240连接。第三面230、第四面240和侧立面250围合成用于固定整光件200的凸台。
凸台用于整光件200的固定，具体的，可以采用环形固定件低压第三面230的方式进行整光件200的固定，以避免在凸台上打孔连接。光源11的光线中包含角度较大的杂光，杂光会经由第二面220进入凸台内，由于凸台的第三面230覆盖有环形固定件，杂光将被阻挡，避免杂光对投射光线的影响。此外，在其他实施方式中，还可以在第三面230上涂覆吸光涂层，如石墨涂层，石墨涂层用于吸收杂光。
为减少光线损失以及增强整光件200的普适性，一些实施方式之中，如图7所示，第一面210的顶点与第四面240的垂直距离e大于等于5毫米，且小于等于100毫米。使得整光件200的高度适中，易于加工且不会占用过多底座箱体的空间，同时由于第二面220为凹面，e大于等于5毫米也使得整光件200有足够的空间加工凹面，保证凹面有效折射。第三面230与第四面240的垂直距离g大于等于0.4毫米，使大角度杂光被过滤，且保证整光件200的连接强度足够，g小于等于10毫米，不会造成过多的大角度光线的过滤，不会使影响投射光线的光强。第二面220的顶点与第四面240的垂直距离f大于等于0.01e，为光源的设置提供足够的空间，且保证第二面220的折射效果，f小于等于0.6e，使得第一面210顶点和第二面220顶点之间的距离足够大，保证第一面210有足够的弯曲空间，使得光线在第一面210有效折射。和/或，第二面220顶点与第四面240的垂直距离f大于第三面230与第四面240的垂直距离g，以图7的方向为例，第二面220顶点高于第三面230，减少凸台对折射光线的遮挡，使得整光件200有更大的用于光线调整的区域，特别是针对第二面220包括第一区域221和第二区域222的情况，第一区域221即平面区域高于和第三面230，使得有大量光线可以穿过第二区域222与第一面210之间的区域而投射到选通器300，保证透镜对光线的均匀化调整，且可以保证光线强度。
一种实施方式中，光源本体100包括固定底板110和发光件120，发光件120设置于固定底板110上，固定底板110与第二面220围合成容纳腔，发光件120位于容纳腔内。
发光件120位于容纳腔内，避免发光件120的光线对投射光线的影响，发光件120的光线均经过透镜组件200投射到选通器300上，保证投射光的强度。
一种实施方式中，固定底板110与第四面240连接，发光件120位于固定底板110上，使得光源近似的位于凹槽开口的中心位置。一些实施方式中，如图10所示，第一面210的顶点与光源本体100的顶点的距离b大于等于5毫米，且小于等于100毫米，与第一面210的顶点与第四面240的垂直距离e的取值范围相同，但由于发光件120具有一定厚度，实际使用时，距离a与距离e的值不同，距离a与距离e的差值即为发光件120的厚度。一种实施方式中，光源本体100的顶点与第四面240的垂直距离d大于等于0，且小于c，即光源本体100的厚度大于等于0，且小于c，其中，c为第二面220的顶点与光源本体100的顶点的距离，第二面220的顶点与光源本体100的顶点的距离c大于0，且小于b，上述距离关系使得光源11的顶点与第二面220的顶点的距离足够，保证光线在进入整光件200之前有足够的距离进行扩散，保证投射光面积可以覆盖显示屏的显示区域。
一种实施方式中，如图9所示，光源本体100还包括保护罩130，保护罩130设置于发光件120外部，且与底板110连接，保护罩130用于保护发光件120。
一些实施方式中，保护罩130包括具有下方开口的空腔，保护罩130由下方开口罩合在发光件120外，并与底板110固定，使得发光件120位于空腔内，起到保护发光件120的作用。保护罩130的材料包括亚克力。
可以理解的是，光源本体100的顶点的切面相较第四面240更靠近第一面210，使得光源本体100位于容纳腔内。上述第二面220的顶点在第二面220包括平面的第一区域221时，指的是第一区域221的中心点，第一区域221的中心点位于整光件200的光轴上。
可以理解的是，在上述的实施方式的阐述中，上述结构设置、距离范围并不是单独存在的，而是相互制约共同实现光线传播角度的调整，使得投射光呈现较好的均匀度。如图11所示，其中，坐标系内横坐标表示显示屏上的位置，纵坐标表示辐射照度，由图中可知，选通器300的显示区域内辐射照度均匀，可以实现打印树脂的均匀固化。
另一方面，本实用新型实施例还提供了一种3D打印机，包括如上述中任一项的3D打印机的光源，以及
选通器300，选通器300用于显示特定轮廓的图案；
3D打印机的光源设置于选通器300一侧，3D打印机的光源发出的光线投射到选通器300，并穿过选通器300以固化打印树脂。
一种实施方式中，选通器300的显示外径为δ，第一面210的顶点与选通器300的垂直距离a大于等于0.2δ，且小于等于5δ。
显示外径δ为选通器300的显示区域的外接圆的直径。距离a的具体值与整光件200的尺寸以及光源本体100与整光件的相对位置有关，可通过调整光源本体100和整光件200与选通器300的距离，观察或采用辐射照度测量仪器进行投射光均匀性的评估，进而找到最佳投射均匀度的位置。本实施方式中，基于上述距离的范围，为保证投射光线有足够的投射面积覆盖显示区域，且避免光源本体100距离选通器300太远导致的光线损失，设置第一面210的顶点与选通器300的垂直距离a大于等于0.2δ，且小于等于5δ。
一方面，本实用新型提供了
1、一种3D打印机的光源，包括：
光源本体100和整光件200；
整光件200包括相背的第一面210和第二面220，第一面210为凸面，第二面220为凹面；
光源本体100与第二面220相对设置,光源本体100发出的光线经过整光件200折射后投射。
2、根据1所述的3D打印机的光源，第二面220包括第一区域221和第二区域222，第一区域221为平面，第二区域222围绕第一区域221一周，第一区域221相较第二区域222更靠近第一面210的顶点；
第一区域221和第二区域222围合成凹槽，凹槽的开口轮廓与第一区域221外轮廓形状相同，凹槽的开口面积大于第一区域221的面积；
光源本体100发出的光线分别由第一区域221和第二区域222进入整光件200。
3、根据2所述的3D打印机的光源，第二区域222的面型为球面、非球面和锥面中的一种或组合。
4、根据2所述的3D打印机的光源，第二区域222包括第一子区域223、第二子区域224和第三子区域225，第一子区域223围绕第一区域221一周，第二子区域224围绕第一子区域223一周，第三子区域225围绕第二子区域224一周；
第二子区域224为锥面；
第一子区域223和第三子区域225均为弧形面，或者，第一子区域223和第三子区域225均为球面，或者，第一子区域223和第三子区域225均为非球面。
5、根据1所述的3D打印机的光源，整光件200还包括第三面230、第四面240和侧立面250；
第三面230围绕第一面210一周，第三面230为平面，第三面230在垂直于整光件200光轴的方向上延伸；
第四面240围绕第二面220一周，第四面240为平面，第四面240在垂直于整光件200光轴的方向上延伸；
第三面230和第四面240相对设置，侧立面250分别与第三面230和第四面240连接；
第三面230、第四面240和侧立面250围合成用于固定整光件200的凸台。
6、根据5所述的3D打印机的光源，第一面210的顶点与第四面240的垂直距离e大于等于5毫米，且小于等于100毫米；
和/或，第三面230与第四面240的垂直距离g大于等于0.4毫米，且小于等于10毫米；
和/或，第二面220顶点与第四面240的垂直距离f大于等于0.01e，且小于等于0.6e，e为第一面210的顶点与第四面240的垂直距离；
和/或，第二面220顶点与第四面240的垂直距离f大于第三面230与第四面240的垂直距离g。
7、根据5所述的3D打印机的光源，光源本体100的顶点与第四面240的垂直距离d大于等于0，且小于c，且光源本体100的顶点的切面相较第四面240更靠近第一面210，c为第二面220的顶点与光源本体100的顶点的距离。
8、根据1所述的3D打印机的光源，光源本体100包括固定底板110和发光件120，发光件120设置于固定底板110上，固定底板110与第四面240连接，固定底板110与第二面220围合成容纳腔，发光件120位于容纳腔内。
9、根据1所述的3D打印机的光源，光源本体100还包括保护罩130，保护罩130设置于发光件120外部，且与底板110连接，保护罩130用于保护发光件120。
10、根据1所述的3D打印机的光源，第一面210的顶点与光源本体100的顶点的距离b大于等于5毫米，且小于等于100毫米；
和/或，第二面220的顶点与光源本体100的顶点的距离c大于0，且小于b，b为第一面210的顶点与光源本体100的顶点的距离。
11、根据1所述的3D打印机的光源，第一面210和第二面220中至少一个为非球面,非球面满足如下公式：
Figure BDA0003660441190000171
其中，z为非球面上点(x，y)处的矢高，
Figure BDA0003660441190000172
cx为非球面顶点x方向的曲率，Rx为非球面顶点x方向曲率半径，cy为非球面顶点y方向的曲率，Ry为非球面顶点y方向曲率半径，kx为x方向的非球面系数，ky为y方向的非球面系数，A2n和B2n均为非球面高次项系数或为非球面修正系数，n为大于1的正整数。
12、根据1所述的3D打印机的光源，第二面220为弧形面，第二面220的曲率半径R0大于等于5e，e为第一面210的顶点与第二面220的边沿所在平面的垂直距离。
13、根据1所述的3D打印机的光源，光源本体100包括固定底板110和发光件120，发光件120设置于固定底板110上；
发光件120为点光源，点光源位于整光件200的光轴上，或者，点光源与光轴的垂直距离小于距离阈值；
或者，发光件120为面光源，面光源包括多个发光芯片，相邻两个发光芯片之间的距离小于阈值，面光源的中心发光芯片位于整光件200的光轴上，或者，面光源的中心发光芯片与光轴的垂直距离小于距离阈值。
14、根据1所述的3D打印机的光源，发光件120为面光源，面光源包括多个发光芯片，相邻两个发光芯片之间的距离小于等于3毫米。
15、根据1所述的3D打印机的光源，光源本体100发出的光线经过整光件200折射后,均匀地投射。
另一方面，本实用新型提供了
16、一种3D打印机，包括如上述1-15中任一项的3D打印机的光源，以及
选通器300，选通器300用于显示特定轮廓的图案；
3D打印机的光源设置于选通器300一侧，3D打印机的光源发出的光线均匀的投射到选通器300，并穿过选通器300以固化打印树脂。
17、根据16所述的3D打印机，选通器300的显示外径为δ，第一面210的顶点与选通器300的垂直距离a大于等于0.2δ，且小于等于5δ。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种3D打印机的光源，其特征在于，包括：
光源本体和整光件；
所述整光件包括相背的第一面和第二面，所述第一面为凸面，所述第二面为凹面；
所述光源本体与所述第二面相对设置,所述光源本体发出的光线经过所述整光件折射后投射。
2.根据权利要求1所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述第二面包括第一区域和第二区域，所述第一区域为平面，所述第二区域围绕所述第一区域一周，所述第一区域相较所述第二区域更靠近所述第一面的顶点；
所述第一区域和所述第二区域围合成凹槽，所述凹槽的开口轮廓与所述第一区域外轮廓形状相同，所述凹槽的开口面积大于所述第一区域的面积；
所述光源本体发出的光线分别由所述第一区域和所述第二区域进入所述整光件。
3.根据权利要求2所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述第二区域的面型为球面、非球面和锥面中的一种或组合。
4.根据权利要求2所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述第二区域包括第一子区域、第二子区域和第三子区域，所述第一子区域围绕所述第一区域一周，所述第二子区域围绕所述第一子区域一周，所述第三子区域围绕所述第二子区域一周；
所述第二子区域为锥面；
所述第一子区域和所述第三子区域均为弧形面，或者，所述第一子区域和所述第三子区域均为球面，或者，所述第一子区域和所述第三子区域均为非球面。
5.根据权利要求1所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述整光件还包括第三面、第四面和侧立面；
所述第三面围绕所述第一面一周，所述第三面为平面，所述第三面在垂直于所述整光件光轴的方向上延伸；
所述第四面围绕所述第二面一周，所述第四面为平面，所述第四面在垂直于所述整光件光轴的方向上延伸；
所述第三面和所述第四面相对设置，所述侧立面分别与所述第三面和所述第四面连接；
所述第三面、所述第四面和所述侧立面围合成用于固定所述整光件的凸台。
6.根据权利要求5所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述第一面的顶点与所述第四面的垂直距离e大于等于5毫米，且小于等于100毫米；
和/或，所述第三面与所述第四面的垂直距离g大于等于0.4毫米，且小于等于10毫米；
和/或，所述第二面顶点与所述第四面的垂直距离f大于等于0.01e，且小于等于0.6e，e为所述第一面的顶点与所述第四面的垂直距离；
和/或，所述第二面顶点与所述第四面的垂直距离f大于所述第三面与所述第四面的垂直距离g；
和/或，所述光源本体的顶点与所述第四面的垂直距离d大于等于0，且小于c，且所述光源本体的顶点的切面相较所述第四面更靠近所述第一面，c为所述第二面的顶点与所述光源本体的顶点的距离。
7.根据权利要求1所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述光源本体包括固定底板和发光件，所述发光件设置于所述固定底板上，所述固定底板与所述第二面围合成容纳腔，所述发光件位于所述容纳腔内。
8.根据权利要求7所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述光源本体还包括保护罩；
所述保护罩设置于所述发光件外部，且与所述底板连接，所述保护罩用于保护所述发光件。
9.根据权利要求1所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述第一面的顶点与所述光源本体的顶点的距离b大于等于5毫米，且小于等于100毫米；
和/或，所述第二面的顶点与所述光源本体的顶点的距离c大于0，且小于b，b为所述第一面的顶点与所述光源本体的顶点的距离。
10.根据权利要求1所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述第一面和所述第二面中至少一个为非球面,所述非球面满足如下公式：
Figure DEST_PATH_FDA0003842343070000031
其中，z为非球面上点(x，y)处的矢高，
Figure DEST_PATH_FDA0003842343070000032
cx为非球面顶点x方向的曲率，Rx为非球面顶点x方向曲率半径，cy为非球面顶点y方向的曲率，Ry为非球面顶点y方向曲率半径，kx为x方向的非球面系数，ky为y方向的非球面系数，A2n和B2n均为非球面高次项系数或为非球面修正系数，n为大于1的正整数。
11.根据权利要求1所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述第二面为弧形面，所述第二面的曲率半径R0大于等于5e，e为所述第一面的顶点与所述第二面的边沿所在平面的垂直距离。
12.根据权利要求1所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述光源本体包括固定底板和发光件，所述发光件设置于所述固定底板上；
所述发光件为点光源，所述点光源位于所述整光件的光轴上，或者，所述点光源与所述光轴的垂直距离小于距离阈值；
或者，所述发光件为面光源，所述面光源包括多个发光芯片，相邻两个所述发光芯片之间的距离小于阈值，所述面光源的中心发光芯片位于所述整光件的光轴上，或者，所述面光源的中心发光芯片与所述光轴的垂直距离小于距离阈值。
13.根据权利要求7所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述发光件为面光源，所述面光源包括多个发光芯片，相邻两个所述发光芯片之间的距离小于等于3毫米。
14.根据权利要求1所述的3D打印机的光源，其特征在于，
所述光源本体发出的光线经过所述整光件折射后,均匀地投射。
15.一种3D打印机，其特征在于，包括如上述权利要求1-14中任一项所述的3D打印机的光源，以及
选通器，所述选通器用于显示图案；
所述3D打印机的光源设置于所述选通器一侧，所述3D打印机的光源发出的光线均匀的投射到所述选通器，并穿过所述选通器以固化打印树脂。
16.根据权利要求15所述的3D打印机，其特征在于，
所述选通器的显示外径为δ，所述第一面的顶点与所述选通器的垂直距离a大于等于0.2δ，且小于等于5δ。
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